Физики научились делать в графене нанопоры заданного размера

Изменяя энергию ионов, можно получать нанопоры в графене диаметром от 1 до 4 нанометров.

Иллюстрация НИТУ "МИСиС".

Международный коллектив физиков при участии исследователей из Национального исследовательского технологического университета "МИСиС" провёл серию экспериментов по бомбардировке графена быстрыми тяжёлыми ионами. Результаты показывают, что такая бомбардировка позволяет пробивать в графене нанопоры. Их диаметр может варьироваться в диапазоне от 1 до 4 нанометров.

Эксперименты проводились с ионами различной массы углерода, кислорода, кремния, золота, йода, ксенона и тантала с большими энергиями (вплоть до 91 мегаэлектронвольт). Результаты показали, что, изменяя энергию ионов, можно задавать размер нанопор, образующихся в графене. Это открытие стало очередным шагом к контролируемому получению таких структур.

"Нами был экспериментально и теоретически изучен процесс появления нанопор (отверстий) в графене после взаимодействия графена с ионами, изучена зависимость размера отверстий от типа и энергии ионов, объяснена природа появления этих дефектов в графене", — рассказал автор исследования профессор Аркадий Крашенинников.

По его словам, сегодня многие исследователи ищут способы контролируемого изменения свойств графена, в том числе путём внесения в его структуру дефектов. Дело в том, что такие возможности могут существенным образом изменить его электронные и проводящие свойства и даже привести к индуцированию магнетизма.

Авторы также отмечают, что графен с отверстиями может найти широкое применение в различных областях науки и техники, например, в качестве материалов для очистки жидкостей, секвенирования ДНК и так далее.

"Можно ожидать, что при регулярном расположении отверстий в графене его спектр перестроится в полупроводниковый, что позволит использовать его в электронике", — добавил Крашенниников.

Результаты экспериментов по бомбардировке графена были опубликованы в специализированном научном журнале Carbon.

Напомним, что ранее учёные создали графеновый аэрогель с невероятными свойствами, а также продемонстрировали "врождённую" сверхпроводимость графена.