Нови открития от изследване на графена

Двуизмерните материали обещават революционен напредък в електрониката и фотониката, но много от най-обещаващите кандидати се разграждат за секунди след излагане на въздух, което ги прави практически неподходящи за изследване или интегриране в практически технологии. Дихалидите на преходните метали са изключително привлекателен, но предизвикателен клас материали; техните прогнозирани свойства са много подходящи за устройства от следващо поколение, но тяхната изключително висока реактивност във въздуха дори възпрепятства характеризирането на тяхната фундаментална структура.

Изследователи от Националния институт по графен към Университета на Манчестър сега постигнаха за първи път изобразяване с атомна разделителна способност на монослойни дийодиди на преходни метали чрез създаване на запечатани с графен TEM проби, които предотвратяват разграждането на тези силно реактивни материали при контакт с въздух.

Това изследване, публикувано в ACS Nano, демонстрира, че пълното капсулиране на кристали в графен поддържа атомно чисти интерфейси и удължава живота им от секунди до месеци.

Тази възможност произтича от подобрение на метода за прехвърляне на неорганичен печат, разработен преди това и докладван от екипа в *Nature Electronics*, който полага основата за производство на стабилни, запечатани проби.

„Първоначално боравенето с тези материали беше почти невъзможно, тъй като те щяха да бъдат напълно унищожени в рамките на секунди след излагане на въздух, правейки традиционните методи за приготвяне просто неизползваеми“, обясни д-р Вендонг Уанг, който участва в разработването на технологията за трансфер и подготовката на съответните проби. "Нашият метод защитава пробите без никакви ненужни стъпки за прехвърляне. Той позволява подготовката на проби, които могат да бъдат запазени не само за часове, но и за месеци и могат да бъдат международно прехвърляни между различни институции, решавайки голямо затруднение в областта на изследването на двуизмерни материали. "

„След като успяхме да подготвим стабилни проби, успяхме да направим някои интересни наблюдения за тези материали, включително идентифициране на обширни локални структурни вариации, динамика на атомните дефекти и еволюция на структурата на ръба в най-тънките проби“, каза д-р Гарет Тетън, който ръководи изобразяването и анализа с трансмисионна електронна микроскопия за тази работа.

Снимка от Университета на Манчестър

"Структурата на двуизмерните материали е тясно свързана с техните свойства. Следователно възможността за директно наблюдение на структурите на различни кристали (от монослоеве до обемни дебелини) и поведението им при дефекти се очаква да предостави информация за по-нататъшни изследвания на тези материали, като по този начин отключи техния потенциал в технологичната област. "

"Това, което ме вълнува най-много, е, че това изследване отваря досега недостъпни научни области. Теоретично знаем, че много активни двуизмерни материали имат изключителна производителност в електрониката, оптоелектрониката и квантовите приложения, но не успяхме да получим стабилни проби в лабораторията, за да проверим тези прогнози", коментира професор Роман Горбачов от Националния институт по графен, който ръководи изследването.