Ученые из Университета Иллинойса определили, при каких индексах Миллера поверхности меди на ней лучше всего растет графен. Статья исследователей появилась в журнале Nano Letters, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе на сайте университета.

Тип структуры поверхности тела с кристаллической решеткой обычно обозначается индексами Миллера соответствующей плоскости (то есть плоскости, параллельной поверхности). Индексы представляют собой набор трех целых взаимно простых чисел. Каждое число определяется как обратное к координате точки пересечения плоскости с соответствующей осью координат в базисе, связанным с базисом решетки (если плоскость параллельна, то соответствующий индекс полагают равным нулю).

В рамках новой работы ученые растили графен на медной фольге. При данном методе производства метан впрыскивается в печь, где располагается медная фольга, при температуре свыше 900 градусов Цельсия. Атомы углерода разрывают связь с водородом, оседая на меди (водород в виде газа получается в виде побочного продукта). Медь используется в силу своей невысокой стоимости и относительно высокого качества получаемой графеновой пленки – по словам ученых, данный материал способствует формированию углеродного налета именно толщиной в один атом.

До последнего времени считалось, что возникающие при таком производстве дефекты – следствие неровностей на медной фольге. Используя сразу несколько методов – электронную микроскопию, рамановскую спектроскопию и анализ дифракции электронов на поверхности, – ученые установили, что неровности на фольге почти не важны.

Гораздо большее влияние на качество графена оказывает тип поверхности. Как оказалось, самый качественный графен получается на поверхности с индексом Миллера {111}, а самый худший – с индексом {100}.

Исследователи надеются, что полученные ими

результаты помогут в создании эффективных промышленных технологий производства графена.

Считается что этот материал, в теории, может использоваться для создания новой электроники, заметно превосходящей существующие образцы.

Результаты исследований опубликованы в статье:

Joshua D. Wood, Scott W. Schmucker, Austin S. Lyons, Eric Pop, and Joseph W. Lyding Effects of Polycrystalline Cu Substrate on Graphene Growth by Chemical Vapor Deposition. – Nano Lett. – DOI: 10.1021/nl201566c; Publication Date (Web): September 23, 2011.