Календарь новостей

« Апрель 2024 »
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
1	2	3	4	5	6	7
8	9	10	11	12	13	14
15	16	17	18	19	20	21
22	23	24	25	26	27	28
29	30

Водород и графен — друзья навек

Источник: rin.ru

Повышенный интерес к графену не угасает, напротив, в последнее время появляется все больше и больше работ посвященных этому материалу. Прежде всего, графен — это перспективный материал для наноэлектроники. Еще одним направлением может стать водородная энергетика.

Действительно, почему бы не использовать графен в качестве водородозапасающего вещества, превратив его в графан, тем более, что нанотехнологии позволяют это сделать. Гидрирование позволяет также изменять параметры запрещенной зоны, превращая графен в настоящий полупроводник. Однако, ключевым вопросом в проблеме эффективного химического допирования графенового слоя является понимание связывающих свойств атомов водорода на поверхности адсорбента. Именно эта тема затронута в работе коллективом исследователей из нанотехнологического центра iNANO при Aarhus University (Дания). Авторы с помощью сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) детально исследовали формирование и структуру водородных кластерных образований на графене и убедились в том, что процесс гидрирования полностью обратим в процессе термического отжига.

Для исследования адсорбции водорода был изготовлен образец графена на подложке из карбида кремния (SiC), который затем подвергали воздействию источника атомов адсорбата (пучок атомов водорода) в течение 5 с. С помощью дальнейшего детального СТМ анализа было установлено, что адсорбированный водород образует различные конфигурации на поверхности графена. Среди них можно выделить орто- и пара-димеры, а также ряд вытянутых димерных структур и мономеры.

Адсорбаты идентифицировали по размерам и форме посредством сравнения с экспериментально наблюдаемыми водородными димерными структурами на графите и с помощью моделирования СТМ изображений водорода на графене в рамках теории функционала плотности (DFT). Как показали DFT расчеты, орто- и пара-димеры оказались энергетически более выгодными и, следовательно, более устойчивыми. При дальнейшем “обогащении” образца водородом в течение 90 с при тех же параметрах источника атомы водорода стремятся к формированию значительных кластерных образований на его поверхности.

Авторам удалось продемонстрировать, что процесс гидрирования полностью обратим, и получить “чистый” графен посредством отжига при температуре 800єC. Никакого заметного разрушения образцов графена после многократно повторенных циклов осаждения-отжига не наблюдалось. Авторы также отмечают, что десорбция возможна посредством зонда СТМ, что открывает дополнительные возможности для использования графена в наноэлектронных устройствах.

Подготовлено по материалам (источник): nanonewsnet.ru
Дата: 29 июля 2009
Другие новости, которые читают вместе с этой: При взаимодействии с водородом графен превращается в графан Углеродные "гроздья" могут запасать водород Графен можно делать из сахара В двухслойном графене можно настроить запрещенную зону Неметаллический катализатор для топливных элементов Физики создали новую форму углерода