На графене получены мигрирующие схемы

Используя атомы углерода, наносимые на графен при помощи фокусированного пучка электронов, профессор Технологического института Джорджии (Georgia Tech), Андрей Фёдоров и его коллеги продемонстрировали создание динамических узоров на поверхности этого 2D-материала. Такие узоры могут образовывать реконфигурируемые электронные цепи, которые будут работать несколько часов, а потом исчезнут в новом электронном состоянии графена.

Проект, о котором рассказывается в журнале Nanoscale, начался как поиск способа очистки поверхности графена от углеводородов, но ученые быстро поняли, что они могут создавать рисунки из аморфного углерода, используя в качестве «карандаша» легирующий пучок электронов, образующий отрицательно заряженные дорожки на поверхности графена.

Измерения с помощью атомно-силового микроскопа подтвердили, что такие углеродные структуры эволюционируют со временем и, в конечном итоге, сливаются с поверхностью материала. Этот процесс обычно занимает десятки часов и заключается в преобразовании положительно заряженных участков в отрицательно заряженные с промежуточным созданием области p-n-перехода.

Нанесённые поверх графеновой решётки атомы углерода очень слабо крепятся к ней силами Ван дер Ваальса и из-за этого остаются мобильными — медленно мигрируют по поверхности. Этим процессом можно управлять, замедляя или ускоряя его изменяя температуру, или разместив на поверхности направляющие структуры. Можно также зафиксировать рисунок лазерным лучом, преобразуя составляющие его атомы в графит.

Пока что команда Федорова научилась только создавать простые узоры из заряженных участков на графене. Следующим шагом должно стать использование p-n-соединений для построения устройств, способных работать в течение определённого периода времени. По мнению авторов, помимо приложений информационной безопасности такая технология может быть полезна как средство автоматического запуска или отключения некоторых биомедицинских процессов.