Форму графеновых фрагментов можно эффективно контролировать

Группа исследователей под руководством учёных из Оксфордского университета (Великобритания) во главе с профессором Николь Гроберт (Nicole Grobert) показала, что известнейшая проблема массового производства графена имеет решение. Причём, возможно, относительно недорогое.

Идеальный графен состоит исключительно из шестиугольных ячеек. Присутствие пяти- и семиугольных ячеек чревато различного рода дефектами, ведущими к нарушению плоскости одноатомного листа углерода, которым и является графен.

Под микроскопом: справа хорошо видны правильно ориентированные шестиугольные фрагменты графена. (Фото UO.)

Обычно, когда графен наращивают при помощи химического парофазного осаждения на какой-либо основе, он образует «хлопья» — участки с однородной структурой, часто имеющие случайную ориентацию в пространстве. Причём ориентация одного микролиста не совпадает с соседней, и это главная проблема: уникальные свойства графена при существовании в его структуре такой неупорядоченности нарушаются.

Однако, как удалось показать исследователям, использование относительно простой медной фольги как основы для выращивания графена позволяет контролировать ориентацию всех этих «хлопьев» в целом, формируя их строго в одной плоскости. Инструментами тут являются предварительное упорядочивание расположения атомов меди и приложение давления к образцу графена во время его наращивания.

Причём речь идёт не только об управлении толщиной отдельных микролистов и геометрией их краёв, но и об упорядочивании границ между ними. Размер конечного графенового массива, уточняют учёные, теоретически ограничен только габаритами медной фольги-подложки. Иными словами, может быть огромным.

Исследовательская группа уже подала заявку на получение патента в Великобритании.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале ACS Nano.

Подготовлено по материалам Оксфордского университета.