Noi descoperiri ale cercetării asupra grafenului

Materialele bidimensionale promit progrese revoluționare în electronică și fotonică, dar mulți dintre cei mai promițători candidați se degradează în câteva secunde de la expunerea la aer, făcându-le practic nepotrivite pentru cercetare sau integrare în tehnologii practice. Dihalogenurile metalice de tranziție sunt o clasă de materiale foarte atractivă, dar provocatoare; proprietățile lor prezise sunt potrivite pentru dispozitivele de generație următoare, dar reactivitatea lor extrem de ridicată în aer împiedică chiar caracterizarea structurii lor fundamentale.

Cercetătorii de la Institutul Național de Grafen de la Universitatea din Manchester au obținut acum, pentru prima dată, imagini cu rezoluție atomică a diiodurilor de metal tranzițional monostrat prin crearea de mostre TEM sigilate cu grafen care împiedică degradarea acestor materiale foarte reactive la contactul cu aerul.

Această cercetare, publicată în ACS Nano, demonstrează că încapsularea completă a cristalelor în grafen menține interfețele atomice curate și prelungește durata de viață a acestora de la câteva secunde la luni.

Această capacitate provine dintr-o îmbunătățire a metodei de transfer de ștampile anorganice, dezvoltată și raportată anterior de echipa în *Nature Electronics*, care pune bazele pentru producerea de mostre stabile și sigilate.

„Inițial, manipularea acestor materiale a fost aproape imposibilă, deoarece acestea ar fi distruse complet în câteva secunde de la expunerea la aer, făcând metodele tradiționale de preparare pur și simplu inutilizabile”, a explicat dr. Wendong Wang, care a fost implicat în dezvoltarea tehnologiei de transfer și în pregătirea probelor relevante. "Metoda noastră protejează probele fără pași de transfer inutile. Permite prepararea de probe care pot fi conservate nu numai ore, ci și luni de zile și pot fi transferate la nivel internațional între diferite instituții, rezolvând un blocaj major în domeniul cercetării materialelor bidimensionale."

„Odată ce am reușit să pregătim probe stabile, am putut face câteva observații interesante despre aceste materiale, inclusiv identificarea variațiilor structurale locale extinse, dinamica defectelor atomice și evoluția structurii marginilor în probele cele mai subțiri”, a spus dr. Gareth Teton, care a condus imagistica și analiza microscopiei electronice de transmisie pentru această lucrare.

Poza de la Universitatea din Manchester

"Structura materialelor bidimensionale este strâns legată de proprietățile lor. Prin urmare, posibilitatea de a observa direct structurile diferitelor cristale (de la monostraturi la grosimi în vrac) și comportamentul lor defect este de așteptat să ofere informații pentru cercetări ulterioare asupra acestor materiale, deblocând astfel potențialul lor în domeniul tehnologic."

"Ceea ce mă entuziasmează cel mai mult este că această cercetare deschide zone științifice inaccesibile anterior. Știm teoretic că multe materiale active bidimensionale au performanțe remarcabile în aplicații electronice, optoelectronice și cuantice, dar nu am reușit să obținem probe stabile în laborator pentru a verifica aceste predicții", a comentat profesorul Roman Gorbaciov de la Institutul Național de Grafen, care a condus.