Теоретические исследования и молекулярное моделирование вещества в наномасштабе, проведенные исследователями из Национальной Лаборатории Оакс-Бридж Департамента Энергии США, значительно углубили понимание свойств графена и потенциальных применений в электронике.

Группа ученых под руководством Бобби Самптера (Bobby Sumpter), Винсента Мойнера (Vincent Meunier) и Эдуардо Крус-Силвы (Eduardo Cruz-Silva) обнаружили механизм образования замкнутых контуров в графене. Подобные контуры, возникающие в процессе очистки графена, делают материал непригодным для его практических применений в современной электронике. Поэтому возможности предотвратить их появление представляют собой значительный практический интерес.

Используя методы квантовой молекулярной динамики, ученые смоделировали на суперкомпьютере в Оакс-Бридж процесс очистки графена. Результаты работы опубликованы в августовском номере журнала Physical Review Letters.

Было показано, что введение дополнительных электронов в лист графена, например, в процессе трансмиссионной электронной микроскопии, приводит к изменению его структуры и предотвращают образование замкнутых контуров.

Получение изображения на электронном микроскопе — не просто получение,» говорит др. Самптер.  – Вы можете модифицировать его в процессе получения."

Качество графена определяется в основном чистотой и однородностью его краев. Согласно прошлой статье Мойнера и Сампера в журнале Science ( 2009 г., Jia et al.), графен улучшения их однородности можно добиться пропусканием через материал электрического тока. Молекулярное моделирование обнаружило незамеченный ранее промежуточный этап — образование замкнутых контуров при спекании слоев графена при пропускании тока через него. Проведенная работа позволила не только понять этот процесс на атомистическом уровне, но и определить методы, позволяющие избегать образования замкнутых контуров.

По материалам: