Пористые ленты графена с примесью азота для электроники и квантовых вычислений

Графен состоит из одного слоя атомов углерода, расположенных в гексагональной структуре. Материал представляет интерес не только в фундаментальных исследованиях, но и для различных приложений, учитывая его уникальные свойства, которые включают превосходную электрическую проводимость, а также удивительной прочности и жесткости. Исследовательские группы во всем мире стремятся к дальнейшему расширению этих характеристик путем замены атомов углерода в кристаллическую решетку атомы различных элементов. Более того, электрические и магнитные свойства также могут быть изменены путем формирования поры в решетке.

Лестница-как структура

Теперь, команда исследователей, возглавляемая физик профессор Эрнст Мейер из Университета Базеля и химик доктор Ши-Ся Лю из Университета Берна преуспели в создании первой ленты графена, чья кристаллическая решетка содержит как периодическую поры и регулярная структура из атомов азота. Структура этого нового материала напоминает лестницу, каждая ступень которого состоит из двух атомов азота.

Для того, чтобы синтезировать эти пористые, азотсодержащие ленты графена, исследователи обогрев отдельных строительных блоков, шаг за шагом, на серебряной поверхности в вакууме. Ленты образуются при температурах до 220°С. атомно-силовой микроскопии позволило исследователям не только контролировать отдельные этапы синтеза, а также для подтверждения идеальной лестницей, структура и стабильность — молекулы.

Необыкновенные свойства

С помощью метода сканирующей туннельной микроскопии, ученые из отдела физики и Швейцарского института нанонауки (сни) в Базельском университете также показало, что эти новые графеновые ленты были не электрическими проводниками, как чистый графен, но на самом деле вел себя как полупроводники. Коллеги из университетов Берна и Уорик подтвердил эти выводы, выполнив теоретические расчеты электронных свойств. «Полупроводниковых свойств являются существенными для потенциальных применений в электронике, так как их проводимость может быть отрегулирована специально», — говорит доктор Реми Павляк, первый автор исследования.

Из литературы известно, что высокие концентрации атомов азота в кристаллической решетке приводит к графеновых нанолент намагничиваться при воздействии магнитного поля. «Мы ожидаем, что такие пористые, легированные азотом графена ленты для отображения необыкновенные магнитные свойства», — говорит Эрнст Майер. «В будущем, ленты могут быть интересны для применения в области квантовых вычислений.»

сделать разницу: спонсорские возможности