Нанотехнологии помогают глубже понять физику твердого тела. На этот раз физики запечатлели в реальном времени динамику атомов на границе графеновой пленки.

Ученые из Национальной Лаборатории Лоуренса в Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory – U.S. Department of Energy), используя наиболее мощный трансмиссионный микроскоп в мире – TEAM 0.5, смогли запечатлеть динамику взаимодействия атомов углерода, входящих в состав графена.

Рис. 1. 3D модель графеновой пленки с дырой

«Проблематика роста поатомного кристаллов и их растворения одна из фундаментальных задач материаловедения и физики твердого тела. Однако для понимания динамики наносистем это также играет важную роль. Тем более, что в наномире добавление всего-навсего одного атома существенно меняет электрические, магнитные и тепловые свойства наносистемы», – поясняет Алекс Зеттл (Alex Zettl), руководитель проекта.

По словам Алекса, ученые смогли впервые увидеть в реальном времени двигаться по периметру дыры, проколотой в графене. Ранее это было сделано с помощью математического моделирования.

Кинетический метод Монте-Карло позволил ученым посмотреть, что же происходит на крае дыры в графене. При этом ее форма была заранее задана.

С использованием ТЭМ TEAM 0.5, предоставляющего разрешение в половину ангстрема, исследователи смогли наглядно убедиться в правильности ранее разработанной модели. Алекс Зеттл говорит, что упорядочивание атомов углерода в составе графена более стабильно при их зигзагообразной укладке.

Как говорят ученые, наблюдения за динамикой атомов в реальном времени позволит серьезно продвинуться в области физики твердого тела и наноматериаловедения. Особенную роль играет в исследованиях математические модели, которые будут проверяться с помощью реальных наблюдений.

Как говорят ученые, результаты их исследования пригодятся в разработке спинтронных и наноэлектронных устройств.

Свидиненко Юрий