Графен привлекает к себе внимание, прежде всего благодаря своим уникальным электронным свойствам (дираковские фермионы и пр.)

Однако большой интерес представляет также и атомная структура этой модельной двумерной системы. Так, например, было обнаружено, что графен не является абсолютно плоским: на нем имеется “рябь”, благодаря которой, как считается, обеспечивается термодинамическая устойчивость свободного (не на подложке) графена.

Впрочем, такая же рябь наблюдалась и в слоях графена на подложке. Типичная высота “волн” при этом составляет около 1 нм, а их длина – (10 – 25) нм. Высказывались даже предположения, что некоторые специфические электронные и химические свойства графена (образование электрон-дырочных “капель”, подавление слабой локализации и т.д.) обусловлены именно наличием на нем таких волн. Но чтобы проверить эти предположения, нужно иметь в своем распоряжении идеально плоские образцы графена, а их долгое время получать не удавалось. Первыми здесь преуспели специалисты из Колумбийского университета (США), которые изготовили ультраплоские монослои графена путем надлежащего выбора подложки для них.

Атомная силовая микроскопия показала, что “шероховатость” этих монослоев не превышает 0.02 нм и практически не отличается от таковой для поверхности скола монокристалла графита (чтобы исключить влияние иглы микроскопа на образец, измерения проводили в бесконтактном режиме). Теперь на повестке дня – сравнительный анализ различных характеристик плоского и волнистого графена.

1. C.H.Lui et al., Nature 462, 339 (2009).