Поверхностный синтез открывает для нанолент графена приложения спинтроники
Международный коллектив ученых разработал технологию получения графеновых нанолент - сверхтонких полосок атомов углерода - на поверхности двуокиси титана. Эта методика обеспечивает атомарную точность синтеза и устраняет препятствия к изготовлению углеродных наноструктур, необходимых для приложений спинтроники и квантовой информатики.
Практикуемое сейчас вырезание нанолент из листа графена не позволяет добиться нужного уровня точности, что сдерживает прикладное использование графена. Ошибка в ширине всего на один-два атома способна кардинально изменить свойства графеновой системы, превратив полупроводящую ленту в металлическую.
В новом методе, который был задуман и воплощен в реальность в Научном центре нанофазных материалов (CNMS) Окриджской Национальной Лаборатории Министерства энергетики США, исследователи применили обратный подход - "снизу-вверх": нанолента графена строится с нуля на атомном уровне.
О полученных результатах сотрудники CNMS, представители частной исследовательской фирмы Espeem, Университета им. Фридриха-Александра в Эрлангене и Нюрнберге (Германия), Ягеллонского университета в Кракове (Польша) и Галле-Виттенбергского университета им. Мартина Лютера (Германия), рассказали в журнале Science.
В прошлых экспериментах графеновые наноленты синтезировали на металлической подложке, которая неизбежно подавляла их электронные свойства. Чтобы найти процесс, который работал бы на неметаллической подложке, авторы начали экспериментировать с оксидными поверхностями, и, в конечном итоге, сосредоточились на разработке химического прекурсора, который позволил синтезировать наноленты непосредственно на поверхности рутилового диоксида титана.
Такой синтез позволяет создавать материалы с очень высокой точностью, начиная с молекулярных прекурсоров. Еще одно преимущество поверхностного синтеза - широкий выбор материалов-кандидатов, которые могут использоваться в качестве прекурсоров, что обеспечивает высокий уровень программируемости свойств получаемой наноленты.
Итоговая система, отделенная от основы, идеально подходит для дальнейшего изучения и создания нанотранзисторов, поскольку имеет широкую запрещенную зону между электронными состояниями, которая необходима для передачи коммутирующего сигнала.
