Исследователи из Китая сообщают, что можно различить
графеновые пленки, содержащие от одного до четырех атомных слоев,
напылив на углеродный материал слой золота. Результаты работы
показывают, что в зависимости от числа графеновых слоев, золото
различным образом визуализируется с помощью сканирующего электронного
микроскопа [1].
Уникальные электронные, механические и оптические свойства графена в
последнее время привлекают все большее внимание исследователей к
листочкам углерода толщиной в один атом. Однако прогресс в области
применения графена сдерживается тем обстоятельством, что наблюдать за
графеном, не говоря уже о том, чтобы различать листы графена различной
толщины, удается лишь с помощью ограниченного набора методов,
включающих микроскопию и спектроскопию.
Изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа:
тонкий слой золота позволяет различить регион графена толщиной в четыре
слоя (слева), слой подложки-кремния (по центру) и регион графена
толщиной в два слоя (справа).
Исследование, проведенное Лиафенгом Суном (Lianfeng
Sun) из Национального центра исследования и технологии наносистем
(Пекин) позволяет внести новые подходы в список методов повышения
контрастности между листами графена различной толщины, а также – между
углеродными пленками и твердыми поверхностями, которые обычно играют
роль подложки для графена.
Первоначально Сун с соавторами использовал Рамановскую
микроспектроскопию для того, чтобы определить количество слоев в
различных образцах графена и отметил в пределах единичного
анализируемого образца регионы, отличающиеся толщиной.
Для изучения количества слоев
в образце графена могут применяться
флуоресцирующие красители.
Затем исследователи напылили на исследованный образец золото. Было
обнаружено, что для изучения морфологии, размера зерна и общего
отображения напыления можно использовать сканирующую электронную
микроскопию. Исследователи также выяснили, что свойства нанесенного на
поверхность графена золота напрямую определяются числом
монокристаллических слоев, лежащих под слоем золота. Анализ образца с
помощью сканирующей электронной микроскопии может быть проделан быстрее
и с большим разрешением, чем анализ образца с помощью рамановской
спектроскопии.
Джасин Хуанг (Jiaxing Huang), профессор из
Северо-западного университета США отмечает, что результатом работы Суна
является информация об интересных свойствах поверхности графена. Он
добавляет, что обнаруженный свойства могут быть полезными для
диагностики гибридных материалов будущего и электронных устройств и
комбинированных графен-металлических материалов.
В группе самого Хуанга недавно был разработан альтернативный метод
изучения свойств графена, основанный на способности графена гасить
флуоресценцию контектирующих с ним молекул красителя. Обработка
твердого образца, содержащего участки графена с различным количеством
слоев флуоресцеином (который после анализа может быть удален) приводит
к тому, что углеродсодержащие фрагменты отображаются темными участками
по контрасту с ярко флуоресцирующей подложкой. Метод Хуанга также может
различать образцы графена с различной толщиной и, помимо этого, изучать
объекты, взвешенные в растворе [2]. |