кремний и графен

Подготовлено по материалам .

В своей публикации в журнале учёные рассказывают о том, как метод ADF позволяет проводить химический анализ, перебирая атом за атомом, причём полученные данные соответствовали планарной геометрии примесных центров вне зависимости от того, трёх- или четырёхкоординированный атом кремния присутствует в данном месте. Кроме того, спектроскопия даёт детальную информацию о природе примесей, которая подтверждается расчётами с использованием теории функционала плотности ( ). Исследователи утверждают, что, хотя разработанный подход идеален для изучения графена, он может быть распространён и на случай индивидуальных молекул в других двумерных материалах.

Для преодоления этой проблемы авторы обратились к и визуализации в режиме кольцевого тёмного поля ( ), которые выполняются на сканирующем просвечивающем микроскопе. В результате удалось продемонстрировать эффективность выбранной стратегии для исследования поведения кремния, одной из самых частых примесей в графене, полученном при высокой температуре методом химического осаждения из газовой фазы (CVD). Такого рода примеси в составе графена появляются потому, что этот элемент присутствует повсюду в кварцевых компонентах оборудования, обычно используемого при CVD. Внедрение примесного кремния способно повлиять на многие свойства графена, особенно на его проводимость, что и заставляет изучать поведение отдельных элементов в этой двумерной углеродной матрице.

Трёх- и четырёхкоординированные примесные кремниевые атомы в графене (иллюстрация APS).

По словам исследователей из (США), знание того, как примеси и допанты влияют на структуру и характер связывания соседних атомов, критически важно для улучшения технологий использования широкого круга полупроводников и других материалов, включая графен. К сожалению, техника электронной микроскопии, обычная в такого сорта исследованиях, не позволила изучить конфигурации связей индивидуальных примесных атомов.

Комбинация и спектроскопических методов сверхвысокого разрешения позволила исследовать поведение индивидуальных кремниевых атомов в структуре графенового моноатомного слоя. Оказалось, что атомы кремния могут существовать как в планарном гибридизованном состоянии sp2d, в котором каждый из них связан с четырьмя углеродными атомами, так и в обычной тетрагональной гибридизации sp3, где каждый атом связан только с тремя углеродными.

Изучаем примесный кремний в графене

Изучаем примесный кремний в графене - Наука и техника - Нанотехнологии - Компьюлента