{"id":17307,"date":"2011-05-30T16:03:21","date_gmt":"2011-05-30T13:03:21","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=17307"},"modified":"2011-05-30T16:03:21","modified_gmt":"2011-05-30T13:03:21","slug":"boornitriid-voib-aidata-sailitada-grafeeni-sisemisi-omadusi","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=17307","title":{"rendered":"Boornitriid v\u00f5ib aidata s\u00e4ilitada grafeeni sisemisi omadusi"},"content":{"rendered":"

Michael Crommie ja Alex Zettli juhitavad uurimisgrupid teevad koost\u00f6\u00f6d leidmaks substraate, mida kasutades s\u00e4iliksid grafeeni sisemised omadused. Nende uurimist\u00f6\u00f6 tulemused grafeeni ja boornitriidi vastastikm\u00f5ju kohta ilmus hiljuti teadusajakirjas Nano Letters<\/em>.<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a>

Grafeen(\u00fclemine kiht) on kuusnurksetest s\u00fcsiniku aatomitest koosnev struktuur. Kuusnurkne boornitriid on koosneb sarnase asetusega boori ja l\u00e4mmastiku aatomitest. Boornitriidi v\u00f5rekonstant on vaid 1,7 protsenti suurem kui grafeenil. Seet\u00f5ttu on boornitriid ideaalne substraat, t\u00e4nu millele s\u00e4ilivad grafeeni sisemised omadused.<\/p><\/div>\n

,,Igasugune substraat m\u00f5jutab grafeeni omadusi, mist\u00f5ttu selle sisemiste omaduste uurimiseks tuleks kasutada rippuvas olekus grafeeni,” s\u00f5nas R\u00e9gis Decker<\/strong>, artikli peaautor. ,,Rippuv grafeen on aga skaneeriva sondi tehnikate, n\u00e4iteks skaneeriva tunnelmikroskoopia alluurides \u00fcpriski ebastabiilne, sest grafeeni membraan v\u00f5ib sondi teraviku otsas v\u00f5nkuda. Seet\u00f5ttu tuleks leida substraat, mis matkiks k\u00f5ige paremini rippuva grafeeni olukorda.”<\/p>\n

Columbia \u00dclikool<\/strong>i teadlastegrupp teatas 2010. aasta oktoobris, et boornitriid-substraadiga grafeenil oli tunduvalt parem elektronide liikuvus kui k\u00f5ige tavalisema pooljuht-substraadi, r\u00e4nidioksiidi(SiO2<\/sub>)\u00a0puhul, kirjutab Physorg.com<\/a>.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Teadlased sadestasid lisanditega r\u00e4ni kihile kasvatatud r\u00e4nidioksiidi kihile boornitriidi helbekesi. Lisanditega r\u00e4ni kasutati STM-is grafeeni dopeerimiseks. Grafeen asetati nii boornitriidi helvestele(STM-i teraviku all) kui ka otse r\u00e4nidioksiidile; grafeen(pildil tume- ja helelilla) maandati kulla\/titaani(pildil kuldne) elektroodi abil. STM v\u00f5is skaneerida \u00fcle m\u00f5lema substraadi s\u00fcsteemi.<\/p><\/div>\n

,,Columbia \u00dclikooli teadlased n\u00e4itasid, et elektronide liikuvus boornitriidi substraadiga grafeenis oli palju parem kui r\u00e4nidioksiidi substraadi puhul, kuid leidus palju k\u00fcsimusi, millele nende makroskoopilised m\u00f5\u00f5tmised ei vastanud,” \u00fctles artikli kaasautor Yang Wang<\/strong>. Teadlased otsustasid kahte s\u00fcsteemi k\u00f5rvuti uurida, et leida, miks just boornitriid nii h\u00e4sti t\u00f6\u00f6tab. ,,Et uurida boornitriidi aatomskaalas, kasutasime me skaneerivat tunnelmikroskoopi(ehk STM-i), et luua pilt s\u00fcsteemi topograafiast ning selle lokaalseid elektroonilisi olekuid m\u00f5\u00f5ta.<\/p>\n

,,Et grafeeni-substraadi s\u00fcsteem v\u00f5iks matkida rippuvat grafeeni, peab substraadil olema suur elektrooniline keelutsoon ning ei tohi leiduda ripakil sidemeid, v\u00e4ltides seega grafeeni elektroonilise struktuuri muutuseid. Samuti peab substraat olema v\u00e4ga lame, t\u00e4pselt nagu rippuv grafeen eraldi on. Boornitriid on hea kandidaat, sest t\u00e4idab neid kriteeriume,” lausus Decker.<\/p>\n

Kuigi kuusnurkse boornitriidi v\u00f5restik on umbes 1,7 protsenti suurem kui grafeenil ning pole seet\u00f5ttu t\u00e4pselt vastav, saab kahte meek\u00e4rje-sarnast v\u00f5restikku \u00fcksteise peale palju t\u00e4psemalt \u00a0paika asetada kui grafeeni r\u00e4nidioksiidile. Vastupidiselt r\u00e4nidioksiidile, millel tavaliselt keelutsoon puudub, on kuusnurksel boornitriidil lai keelutsoon, seda vahelduvate boori ja l\u00e4mmastiku aatomitele selle v\u00f5restikus.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Vasakul: boornitriid-substraadiga grafeeni m\u00f5\u00f5tmistulemused. Paremal: r\u00e4nidioksiid-substraadiga grafeeni m\u00f5\u00f5tmistulemused. STM kaardistas nii s\u00fcsteemide topograafia(taga) kui ka lokaalsed laengutihedused(ees). Boornitriidil olev grafeen on erakordselt lame ning lokaalsete laenguolekute mittehomogeensus on v\u00f5rreldes r\u00e4nidioksiidi kasutamisega tunduvalt v\u00e4henenud.<\/p><\/div>\n

,,Arvati, et r\u00e4nidioksiid-substraadiga grafeenis h\u00e4irivad\u00a0m\u00f5ningad tegurid elektronide liikuvust,” selgitas Victor Brar<\/strong> Crommie’ uurimisr\u00fchmast. ,,\u00dcheks neist on ebapuhtused, mis grafeeni dopeerivad ning muudavad lokaalselt laengukontsentratsioone.” Nende ebapuhtuste \u00fcheks allikaks v\u00f5ivad olla lisaained, mis grafeeni ja substraadi vahele l\u00f5ksu j\u00e4id, kui grafeenkiht substraadile asetati. Lisaainetena v\u00f5ivad k\u00e4ituda nii v\u00e4ikesed \u00f5humullid, veemolekulid kui ka muud ained.<\/p>\n

,,Kui me asetasime grafeeni boornitriid-seadmetele, otsisime me atmosf\u00e4\u00e4rilisi ebapuhtusi, kuid ei leidnud \u00fchtki t\u00f5endit nende m\u00f5ju kohta. Praktiliste grafeenip\u00f5histe seadmete valmistamiseks on see hea uudis, sest t\u00e4hendab, et seadmeid ei pea kokku panema vaakumis,” selgitas Brar.<\/p>\n

Teiseks grafeeni dopeerumise ning sellest tulenevate laengutiheduste eba\u00fchtluste allikaks on substraadi ripakil olevad sidemed. Teise aatomiga sidestumiseks vaba valentselektron on keemiliste reaktsioonide tekkeallikaks ning r\u00e4nidioksiidil neist vabadest sidemetest juba puudust ei tule. Boornitriidil pole vabade sidemete tekkeks aga \u00fchtegi \u00fcleliigset elektroni.<\/p>\n

Lisaks lausus Decker: ,,Et boornitriidi v\u00f5rekonstant on grafeeni omale sarnane, siis ennustati, et boornitriidi kasutamisel tekib ka grafeenis keelutsoon, mis oleks rakenduste vaatepunktist v\u00e4gagi huvitav.”<\/p>\n

,,Grafeeni ja boornitriidi s\u00fcsteem on t\u00f5esti palju parem kui iga teine substraat ja seda paljude rakenduste jaoks. Selles s\u00fcteemis leidub palju v\u00e4hem ebapuhtusi, laengukandjad on \u00fchtlasemalt jaotunud, pind on siledam ja grafeen stabiilsem. Kokkuv\u00f5ttes tekib palju puhtam keskkond, milles grafeeni sisemisi omadusi uurida,” \u00fctles Michael Crommie.<\/p>\n

Allikas<\/a><\/p>\n

Teadusartiklid: “Local electronic properties of graphene on a BN substrate via scanning tunneling microscopy<\/a>” ja “Scanning tunnelling microscopy and spectroscopy of ultra-flat graphene on hexagonal boron nitride<\/a>” ja “Boron nitride substrates for high-quality graphene electronics<\/a>“<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Michael Crommie ja Alex Zettli juhitavad uurimisgrupid teevad koost\u00f6\u00f6d leidmaks substraate, mida kasutades s\u00e4iliksid grafeeni sisemised omadused. Nende uurimist\u00f6\u00f6 tulemused grafeeni ja boornitriidi vastastikm\u00f5ju kohta ilmus hiljuti teadusajakirjas Nano Letters. ,,Igasugune substraat m\u00f5jutab grafeeni omadusi, mist\u00f5ttu selle sisemiste omaduste uurimiseks tuleks kasutada rippuvas olekus grafeeni,” s\u00f5nas R\u00e9gis Decker, artikli peaautor. ,,Rippuv grafeen on aga skaneeriva […]<\/p>\n","protected":false},"author":32,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[31,16],"tags":[],"class_list":{"0":"post-17307","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-rakenduslik-teadus","7":"category-teadusuudis","8":"entry","9":"has-post-thumbnail"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/17307","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/32"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=17307"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/17307\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=17307"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=17307"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=17307"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}