Материал подложки определяет свойства графена

Полученное методом рамановской спектроскопии изображение слоя графена на подложке из двуокиси кремния (красная полоса) и гидрокарбона (узкая голубая полоса). В первом случае графен имеет высокую химическую активность, во втором – практически инертен

Принято считать, что свойства покрытия зависят только от составляющего его материала и никак не связаны с основой. Однако, эксперименты, проведенные в Массачусетском технологическом институте, показали, что это правило верно не всегда.

Как оказалось, одноатомный слой графита (графен) кардинально меняет свои фундаментальные характеристики в зависимости от природы вещества подложки. Из-за его чрезвычайно малой толщины графен практически всегда помещают на подложке. Электрические поля составляющих ее атомов оказывают сильное воздействие на гексагональную решетку углерода, модифицируя химические и электрические свойства графена.

В статье, опубликованной в Nature Chemistry на этой неделе, описывается как графен на подложке из двуокиси кремния вступает во взаимодействие с определенными химическими реактивами, и как эта способность блокируется при использовании в качестве основы нитрида бора.

Для объяснения такого поведения графена учеными предложена новая теория переноса электронов, принимающая во внимание материал основы. Она позволит прогнозировать особенности воздействия на графен различных подложек. Кроме того, новое исследование поможет пролить свет на необъяснимые изменения свойств графена отмеченные ранее многими химиками.

Итоги работы окажутся полезны и при создании на основе графена с переменной структурой подложки микро-массивов сенсоров, способных улавливать следы присутствия нестабильных химических и биологических материалов.

На следующем этапе работ сотрудники MIT намерены изучить воздействие подложки на двухслойный графен — по предварительным данным, он демонстрирует поведение, весьма отличное от однослойного графена.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI