Новости космоса и технологий. » Технологии » Плавающий графен на листе атомов кальция

Плавающий графен на листе атомов кальция

Опубликовал: Admin, 19-09-2020, 16:09, Технологии, 172, 0

пользователя ФЛОТ

Плавающий графен на листе атомов кальция

Добавление кальция в составную структуру графеновой подложки создает сверхпроводник с высокой температурой перехода (Tc).

В новом исследовании команда под руководством Австралии впервые подтвердила, что на самом деле происходит с этими кальций атомы: как ни удивительно, кальций проходит под верхним листом графена и под нижним буферным листом, плавая графен на слое из атомов кальция.

Сверхпроводящий графен с инжекцией кальция открывает большие перспективы для энергосберегающей электроники и прозрачной электроники.

Изучение графена с примесью кальция: сбросить одеяло

Свойства графена можно отрегулировать путем введения другого материала (процесс, известный как интеркаляция) либо под графен, либо между двумя листами графена.

Эта инъекция посторонних атомов или молекул изменяет электронные свойства графена либо за счет увеличения его проводимости, либо за счет уменьшения взаимодействия с подложкой, либо за счет того и другого.

Введение кальция в графит создает композитный материал (графит с интеркалированным кальцием, CaC 6 ) С относительно высокой температурой сверхпроводящего перехода (T C ). В этом случае атомы кальция в конечном итоге находятся между листами графена.

Введение кальция в графен на подложке из карбида кремния также создает высокий T в сверхпроводник, и мы всегда думали, что знаем, куда идет кальций в этом случае

Графен на карбиде кремния имеет два слоя атомов углерода: один графен слой поверх другого буферного слоя: углеродного слоя (графеноподобная структура), который образуется между графеном и подложкой из карбида кремния во время синтеза и является непроводящим из-за того, что частично связан с поверхностью подложки.

«Представьте, что карбид кремния похож на матрас с подогнанным листом (буферный слой, прикрепленный к нему) и плоским листом (графен)», - объясняет ведущий автор Джимми Котсакидис.

Принято считать, что кальций должен вводиться между двумя углеродными слоями (между двумя листами), подобно инъекции между слоями графена в графите. К удивлению, команда под руководством Университета Монаша обнаружила, что при инъекции конечное место назначения атомов кальция вместо этого находится между буферным слоем и лежащей под ним подложкой из карбида кремния (между подогнанным листом и матрасом!).

«Для нас было большим сюрпризом, когда мы поняли, что кальций связывается с кремниевой поверхностью подложки, это действительно противоречило тому, что мы думали, - объясняет Коцакидис.

После инъекции кальций разрывает связи между буферным слоем и поверхностью подложки, тем самым заставляя буферный слой «плавать» над подложкой, создавая новую квази-автономную двухслойную структуру графена (Ca-QFSBLG).

Этот результат был неожиданным, поскольку обширные предыдущие исследования не учитывали интеркаляцию кальция под буферным слоем. Таким образом, исследование разрешает давнюю путаницу и разногласия относительно положения интеркалированного кальция.

Измерения рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) на австралийском синхротроне позволили точно определить местонахождение кальция вблизи поверхности карбида кремния

Результаты были также подтверждены измерениями дифракции низкоэнергетических электронов (ДМЭ) и сканирующей туннельной микроскопии (СТМ), а также моделированием с использованием теории функционала плотности (DFT).

И магний тоже…

Располагая этой информацией, австралийская группа также решила исследовать, может ли магний, который, как известно, трудно ввести в структуру графита, быть вставлен (интеркалирован) в графен на подложке из карбида кремния.

К удивлению исследователей, магний ведет себя очень похоже на кальций, а также вводится между графеном и субстрат , снова плавающий графен.

Графен n-типа, интеркалированный как магнием, так и кальцием, легировал графен и привел к получению графена с низкой рабочей функцией, что является привлекательным аспектом при использовании графена в качестве проводящего электрического контакта для других материалов.

Но в отличие от кальция, графен с интеркалированным магнием оставался стабильным в окружающей атмосфере не менее шести часов, преодолевая серьезное техническое препятствие для графена, интеркалированного щелочными и щелочноземельными металлами.

«Тот факт, что Mg-QFSBLG является материалом с низкой рабочей функцией и N-тип Легирует графен, оставаясь при этом достаточно стабильным в окружающей атмосфере, является огромным шагом в правильном направлении для применения этих новых интеркалированных материалов в технологических приложениях», - объясняет соавтор профессор Майкл Фюрер.

«Интеркалированный магнием Графен Мог бы стать ступенькой на пути к открытию других столь же стабильных интеркалянтов».

Статья «Автономный n-легированный графен посредством интеркаляции кальция и магния в интерфейс буферный слой-SiC (0001)» была опубликована в Химия материалов в июле 2020 года.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии