Международный коллектив физиков провёл серию экспериментов по бомбардировке графена быстрыми тяжёлыми ионами. Показано, что таким образом можно пробивать в графене нанопоры заданного (в диапазоне от 1 до 4 нанометров) размера.
В работе участвовали физики НИТУ «МИСиС», Университетов Хельсинки и Аалто (Финляндия), Университета Ноттингэм (Великобритания), Университета Дуйсбург-Эссен (Германия), Венского Университета (Австрия), Центра по изучению ионов, материалов и фотоники CIMAP (Франция), Института Руджера Бошковича и Института физики ионных пучков и исследований материалов (Германия). Материалы исследования опубликованы в журнале Carbon.
Графен подвергался воздействию широкого набора ионов различной массы C, O, Si, I, Au, Ta, Xe с большими энергиями (вплоть до 91 МэВ). В зависимости от энергии ионов, нанопоры в графене получаются диаметром от 1 до 4 нм. Полученная информация приблизила исследователей к контролируемому получению наноструктур.
Рассказывает руководитель проекта, профессор Аркадий Крашенинников:
«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.
Сегодняшнее развитие исследований графена связано с изучением возможности контролируемого изменения его свойств, например путём внесения его структуру дефектов. Создание дефектов в графене может существенным образом изменить его электронные и проводящие свойства и даже может привести к индуцированию магнетизма. Одним из возможных способов внесения дефектов в структуру графена является его бомбардировка ионами различных элементов».
По словам Аркадия Крашенинникова, графен с отверстиями давно интересует исследователей. Ожидается, что получаемые наноструктуры будут востребованы в разных областях науки и техники. Например, такие материалы можно использовать для очистки жидкостей.
«Можно ожидать, что при регулярном расположении отверстий в графене его спектр перестроится в полупроводниковый, что позволит использовать его в электронике», — добавил Крашенинников.
