Химики научились делать углеродные наноленты
Что будет, если расплющить углеродные нанотрубки алмазными наковальнями? Это решили проверить китайские ученые и получили узкие графеновые наноленты
Графеновые нановолокна представляют собой узкие и длинные полосы графена шириной менее 100 нм. Эти структуры, имеющие гладкие края, большую полосу пропускания и высокую подвижность носителей заряда, могут быть весьма ценными для широкого спектра электронных и оптоэлектронных применений. Однако до сих пор инженеры еще не смогли внедрить методику синтеза этих компонентов в достаточно больших масштабах.
В новой работе исследователи предложили метод, который позволит добиться этого. Он заключается в том, чтобы «раздавить» углеродные нанотрубки прессом. Ученые рассчитали, что синтезированные при помощи этого метода структуры будут намного уже, чем те, которые были получены по ранее используемым методикам. Авторы использовали алмазную наковальню высокого давления для обработки углеродных нанотрубок.
Ученые запечатали образцы наноструктур в камере, а затем сжали их между наконечниками двух алмазных наковален. Чтобы стабилизировать структуру раздавленного образца, авторы провели термическую обработку, пока получившаяся нанолента находилась под высоким давлением. Химики показали, что полученные по их методике структуры имеют атомарно гладкие, закрытые края и очень мало дефектов. Авторы даже смогли изготовить графеновые нановолокна длиной менее 5 нм с минимальной шириной 1,4 нм.
Это исследование важно для разработки новых электронных и оптоэлектронных устройств. В будущем метод, предложенный учеными, может быть использован для получения высококачественных, узких и длинных полупроводниковых графеновых нановолокон. Кроме того, новая стратегия позволяит инженерам контролировать тип ребер этих волокон. Это может помочь в дальнейшем изучении фундаментальных свойств таких структур и практического применения нанолент в электронике и оптоэлектронике. В конечном счете, метод, разработанный китайскими химиками, также может быть адаптирован для синтеза других подобных структур на основе материалов с использованием раздавленных нанотрубок или для «сплющивания» фуллереноподобных наночастиц с целью улучшения их свойств.
Статья исследователей опубликована в журнале Nature Electronics.