Одиночный слой графена впервые выращен на серебре

Исследователи из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США совместно с представителями Северозападного Университета преодолели технологические проблемы, которые до сих пор препятствовали выращиванию графена на серебряной основе.

Осаждение из газовой (паровой) фазы в настоящее время является промышленным стандартом для выращивания графена. Суть этой методики в том, что углеводород, такой как этилен или метан, расщепляется на горячем металле, освобождая атомы углерода, которые и становятся графеном. Однако для серебра данная технология оказалась непригодна.

«Традиционный метод расщепления углеводородов на переходном металле не работает, — пояснил Натан Гайсинжер (Nathan Guisinger) из Аргоннского Центра наноматериалов (Center for Nanoscale Materials). — Метан не распадается, он лишь ударяется о горячее серебро и отскакивает обратно, не обеспечивая источника углерода для роста графена».

Новая методика предусматривает выращивание графена при более низкой температуре, чем обычно: 750 вместо 1000°С. Это замедляет процесс формирования монослоя атомов углерода, позволяя удерживать его параметры в оптимальных границах. Кроме того, поверхность серебра подвергается трудоемкой предварительной процедуре полной очистки. Для этого она сначала бомбардируется в сверхвысоком вакууме потоком ионов, выбивающим все органические и неорганические включения, а затем делается атомарно плоской посредством отжига.

После серии опытов, исследователи добились успеха, получив одиночный слой графена на подготовленной таким образом поверхности серебра. По мнению одного из авторов статьи в Nature Communications, аспиранта Северозападного Университета Брайана Кирали (Brian Kiraly), сочетание исключительных оптических свойств серебра с беспрецедентной подвижностью электронов графена делает новый нанокомпозит идеальным материалом для всевозможных оптоэлектронных приложений, таких как датчики изображений.

Воодушевленные достигнутыми результатами, исследователи планируют получить новые гибриды, соединив графен с прочими двумерными материалами, в частности, с силиценом.