Новые результаты исследований графена

Двумерные материалы обещают революционные достижения в электронике и фотонике, но многие из наиболее многообещающих кандидатов разлагаются в течение нескольких секунд под воздействием воздуха, что делает их практически непригодными для исследований или интеграции в практические технологии. Дигалогениды переходных металлов представляют собой очень привлекательный, но сложный класс материалов; их предсказанные свойства хорошо подходят для устройств следующего поколения, но их чрезвычайно высокая реакционная способность в воздухе даже затрудняет характеристику их фундаментальной структуры.

Исследователи из Национального института графена при Манчестерском университете впервые добились визуализации монослойных дииодидов переходных металлов с атомным разрешением, создав запечатанные графеном образцы ПЭМ, которые предотвращают разложение этих высокореактивных материалов при контакте с воздухом.

Это исследование, опубликованное в ACS Nano, демонстрирует, что полная инкапсуляция кристаллов внутри графена сохраняет атомарно чистые интерфейсы и продлевает срок их службы с секунд до месяцев.

Эта возможность обусловлена ​​усовершенствованием метода переноса неорганических штампов, ранее разработанного и о котором сообщалось командой *Nature Electronics*, который закладывает основу для производства стабильных, запечатанных образцов.

«Изначально обращение с этими материалами было практически невозможно, поскольку они полностью разрушались в течение нескольких секунд после воздействия воздуха, что делало традиционные методы подготовки просто непригодными для использования», — объяснил доктор Вэндонг Ван, который участвовал в разработке технологии переноса и подготовке соответствующих образцов. "Наш метод защищает образцы без каких-либо ненужных этапов передачи. Он позволяет готовить образцы, которые можно хранить не только часами, но и месяцами, и которые можно передавать по всему миру между различными учреждениями, решая главное узкое место в области двумерных исследований материалов".

«Как только мы смогли подготовить стабильные образцы, мы смогли сделать некоторые интересные наблюдения об этих материалах, в том числе выявить обширные локальные структурные вариации, динамику атомных дефектов и эволюцию краевой структуры в самых тонких образцах», — сказал доктор Гарет Тетон, который руководил визуализацией и анализом с помощью просвечивающей электронной микроскопии для этой работы.

Изображение Манчестерского университета

"Структура двумерных материалов тесно связана с их свойствами. Поэтому возможность непосредственно наблюдать структуру различных кристаллов (от монослоев до объемных толщин) и их дефектное поведение, как ожидается, предоставит информацию для дальнейших исследований этих материалов, тем самым раскрывая их потенциал в технологической области".

"Что меня больше всего волнует, так это то, что это исследование открывает ранее недоступные научные области. Мы теоретически знаем, что многие активные двумерные материалы обладают выдающимися характеристиками в электронике, оптоэлектронике и квантовых приложениях, но нам не удалось получить стабильные образцы в лаборатории, чтобы проверить эти предсказания", - прокомментировал профессор Роман Горбачев из Национального института графена, который руководил исследованием.