eng
Выпуск #3/2012
О.Синицына, И.Яминский
Международная конференция и выставка “Графен 2012”
Международная конференция и выставка “Графен 2012”
Просмотры: 2908
В статье рассказывается о работе 10–13 апреля международной конференции и выставки "Графен 2012" в Брюсселе. Освещены основные темы научных докладов и постеров, материалов, представленных на выставке. Рассказывается о новом высокосовершенном пиролитическом графите для наноприложений и получения графена.
Теги: graphene highly oriented pyrolytic graphite scanning probe microscopy асм наложение цвета программа обработки изображений сзм цветная палитра
Графен – это двумерный материал из одного слоя атомов углерода, объединенных в гексагональную сетку. Со времени открытия в 2004 году он привлекает внимание научного сообщества, создавая фундаментальный и прикладной интерес. Особенно многообещающим является применение графена в наноэлектронике.
Предполагается, что его использование позволит уменьшить энергопотребление и повысить скорость проведения вычислений компьютерами. Уже разработаны технологии, позволяющие интегрировать графен в электронные схемы. Не менее важны и другие его применения: гибкие дисплеи, оптоэлектронные устройства, сенсоры, композиты, чернила.
С докладами на конференции выступили ученые с мировым именем: M.S.Dresselhaus, E.Y.Andrei, M.S.Fuhrer (США), A.Fert (Франция), V.Falko (Великобритания), T.Enoki (Япония). Достижения российской науки были представлены в докладах Ю.Лозовика (Институт спектроскопии РАН), Л.Чернозатонского (Институт биохимической физики РАН им. Н.М.Эмануэля), А.Образцова (Физический факультет МГУ им. М.В.Ломоносов), Е.Образцовой (Институт общей физики им. А.М.Прохорова РАН). С тезисами докладов можно ознакомиться на сайте конференции [1].
12 апреля прошел семинар, на котором была представлена стратегия развития наноиндустрии в России [2]. Параллельно с конференцией работала выставка, на которой ведущие компании мира демонстрировали свою продукцию: различные виды графена и его оксида, установки для роста графена, манипулирования и анализа, сканирующие зондовые микроскопы, научное оборудования для работы в высоком вакууме, литографические и криогенные установки, программное обеспечение (ПО) для обработки данных и моделирования.
В экспозиции России ведущие вузы страны представили разработки и образовательные программы в области нанотехнологии.
Основными темами конференции "Графен 2012" были синтез и химия графена, интеграция этого материала в наноустройства, электронный транспорт и спинтроника. Активно обсуждались вопросы применения графена для создания газовых сенсоров, устройств наноэлектроники и композиционных материалов. Были широко представлены работы, посвященные методам исследования графена: спектроскопии комбинационного рассеяния, спектроскопии потерь энергии электронами, просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения.
Следует отметить, что одним из основных методов исследования графена в настоящее время является зондовая микроскопия. В представленных работах атомно-силовая микроскопия использовалась для изучения морфологии образцов графена и определения количества его слоев. Микроскопия латеральных сил применялась для изучения зерен в этом материале. С помощью сканирующей резистивной микроскопии подтверждена возможность использования оксида графена в качестве изолятора в устройствах углеродной наноэлектроники. Методом туннельной спектроскопии определялась локальная электронная структура образцов графена.
В ряде докладов показано, что для многих экспериментальных задач вместо образцов графена целесообразно использовать графит высокого качества, который является идеальной модельной системой для изучения адсорбции и химических реакций на поверхности углеродных материалов. В частности, эксперименты по туннельной микроскопии показали, что верхний слой на поверхности графита может быть не связан с остальными. В этом случае он обладает всеми свойствами графена.
На стенде компании "Центр перспективных технологий" (рис.1) [3] – ведущего в России производителя приборов и ПО для наноаналитики – были представлены образцы нового высокосовершенного пиролитического графита HAPG для наноприложений (рис.2а). Исследования с помощью атомно-силовой и сканирующей электронной микроскопии показали, что поверхность сколов такого материала содержит значительно меньше дефектов, чем поверхность сколов стандартно используемого в наноприложениях высокоориентированного пиролитического графита (HOPG). Качество поверхности сколов HAPG (рис.2б) приближается к сколам слюды, широко используемой в качестве подложки в зондовой микроскопии. Средняя длина ступеней скола на единицу площади составляет 0,25 мкм-1 (для HOPG 1-3 мкм-1). Размеры кристаллитов в HAPG могут достигать более 100 мкм (для HOPG ~10 мкм). Важно отметить, что использование нового пиролитического графита для получения графена методом микромеханического скола позволяет создавать образцы с низким содержанием дефектов [4].
Графит имеет большое значение для развития нанотехнологий не только в контексте получения и исследования графена. На нем впервые показана возможность локального выращивания оксида графита, являющегося перспективным изолятором для углеродной наноэлектроники [5]. Иcпользование локального анодного окисления позволяет получать из него диаэлектрические структуры с разрешением на уровне 10 нм [6]. Пример локального анодного окисления графита показан на рис.3а. На графите могут быть продемонстрированы основные дефекты, существующие в кристаллических материалах (рис.3б) [7].
HOPG и HAPG — идеальны для практических работ по зондовой микроскопии, так как на них удобно изучать основные принципы работы широкого ряда методов: сканирующей туннельной, атомно-силовой, электростатической микроскопии, микроскопии латеральных сил. Лабораторные работы, посвященные исследованию графита с атомным разрешением, позволяют наглядно демонстрировать атомную структуру материи студентам и школьникам [8].
Работа авторов статьи и участие в международной конференции и выставке "Графен 2012" поддержаны грантами Роснано (соглашение МГУ-06/1), FP7 №257511 (EU-RU.NET) и программой УМНИК.
Литература
www.grapheneconf.com
www.inno-russia.com/graphen/ru/news.html
www.nanoscopy.ru
O.V.Sinitsyna, E.A.Khestanova, A.A.Antonov, I.G.Grigorieva, I.V.Yaminsky. New promising pyrolytic graphite for micro-mechanical exfoliation of graphene. International conference Graphene 2012, April 10–13, Brussels. Graphene2012 Abstract Booklet (Poster Contributions), http://www.grapheneconf.com/GENERAL/Booklet.php
Sinitsyna O.V., Meshkov G.B., Yaminsky I.V. A novel tool for the local anodic oxidation of graphite. Proc. IMechE, Part N: J. Nanoengineering and Nanosystems, 2010, 224(№3–4), p.133–138.
Мешков Г., Синицына О., Яминский И. Локальное окисление углеродных материалов для устройств наноэлектроники. – Наноиндустрия, 2010, №4, с.34–36.
Синицына О.В., Яминский И.В. Зондовая микроскопия поверхности графита с атомным разрешением. – Успехи химии, 2006, № 75(1) с.27–35.
Синицына О., Мешков Г., Яминский И. Визуализация атомной решетки графита: идеи для практикума. – Наноиндустрия, 2011, №1, с.52–54.
Предполагается, что его использование позволит уменьшить энергопотребление и повысить скорость проведения вычислений компьютерами. Уже разработаны технологии, позволяющие интегрировать графен в электронные схемы. Не менее важны и другие его применения: гибкие дисплеи, оптоэлектронные устройства, сенсоры, композиты, чернила.
С докладами на конференции выступили ученые с мировым именем: M.S.Dresselhaus, E.Y.Andrei, M.S.Fuhrer (США), A.Fert (Франция), V.Falko (Великобритания), T.Enoki (Япония). Достижения российской науки были представлены в докладах Ю.Лозовика (Институт спектроскопии РАН), Л.Чернозатонского (Институт биохимической физики РАН им. Н.М.Эмануэля), А.Образцова (Физический факультет МГУ им. М.В.Ломоносов), Е.Образцовой (Институт общей физики им. А.М.Прохорова РАН). С тезисами докладов можно ознакомиться на сайте конференции [1].
12 апреля прошел семинар, на котором была представлена стратегия развития наноиндустрии в России [2]. Параллельно с конференцией работала выставка, на которой ведущие компании мира демонстрировали свою продукцию: различные виды графена и его оксида, установки для роста графена, манипулирования и анализа, сканирующие зондовые микроскопы, научное оборудования для работы в высоком вакууме, литографические и криогенные установки, программное обеспечение (ПО) для обработки данных и моделирования.
В экспозиции России ведущие вузы страны представили разработки и образовательные программы в области нанотехнологии.
Основными темами конференции "Графен 2012" были синтез и химия графена, интеграция этого материала в наноустройства, электронный транспорт и спинтроника. Активно обсуждались вопросы применения графена для создания газовых сенсоров, устройств наноэлектроники и композиционных материалов. Были широко представлены работы, посвященные методам исследования графена: спектроскопии комбинационного рассеяния, спектроскопии потерь энергии электронами, просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения.
Следует отметить, что одним из основных методов исследования графена в настоящее время является зондовая микроскопия. В представленных работах атомно-силовая микроскопия использовалась для изучения морфологии образцов графена и определения количества его слоев. Микроскопия латеральных сил применялась для изучения зерен в этом материале. С помощью сканирующей резистивной микроскопии подтверждена возможность использования оксида графена в качестве изолятора в устройствах углеродной наноэлектроники. Методом туннельной спектроскопии определялась локальная электронная структура образцов графена.
В ряде докладов показано, что для многих экспериментальных задач вместо образцов графена целесообразно использовать графит высокого качества, который является идеальной модельной системой для изучения адсорбции и химических реакций на поверхности углеродных материалов. В частности, эксперименты по туннельной микроскопии показали, что верхний слой на поверхности графита может быть не связан с остальными. В этом случае он обладает всеми свойствами графена.
На стенде компании "Центр перспективных технологий" (рис.1) [3] – ведущего в России производителя приборов и ПО для наноаналитики – были представлены образцы нового высокосовершенного пиролитического графита HAPG для наноприложений (рис.2а). Исследования с помощью атомно-силовой и сканирующей электронной микроскопии показали, что поверхность сколов такого материала содержит значительно меньше дефектов, чем поверхность сколов стандартно используемого в наноприложениях высокоориентированного пиролитического графита (HOPG). Качество поверхности сколов HAPG (рис.2б) приближается к сколам слюды, широко используемой в качестве подложки в зондовой микроскопии. Средняя длина ступеней скола на единицу площади составляет 0,25 мкм-1 (для HOPG 1-3 мкм-1). Размеры кристаллитов в HAPG могут достигать более 100 мкм (для HOPG ~10 мкм). Важно отметить, что использование нового пиролитического графита для получения графена методом микромеханического скола позволяет создавать образцы с низким содержанием дефектов [4].
Графит имеет большое значение для развития нанотехнологий не только в контексте получения и исследования графена. На нем впервые показана возможность локального выращивания оксида графита, являющегося перспективным изолятором для углеродной наноэлектроники [5]. Иcпользование локального анодного окисления позволяет получать из него диаэлектрические структуры с разрешением на уровне 10 нм [6]. Пример локального анодного окисления графита показан на рис.3а. На графите могут быть продемонстрированы основные дефекты, существующие в кристаллических материалах (рис.3б) [7].
HOPG и HAPG — идеальны для практических работ по зондовой микроскопии, так как на них удобно изучать основные принципы работы широкого ряда методов: сканирующей туннельной, атомно-силовой, электростатической микроскопии, микроскопии латеральных сил. Лабораторные работы, посвященные исследованию графита с атомным разрешением, позволяют наглядно демонстрировать атомную структуру материи студентам и школьникам [8].
Работа авторов статьи и участие в международной конференции и выставке "Графен 2012" поддержаны грантами Роснано (соглашение МГУ-06/1), FP7 №257511 (EU-RU.NET) и программой УМНИК.
Литература
www.grapheneconf.com
www.inno-russia.com/graphen/ru/news.html
www.nanoscopy.ru
O.V.Sinitsyna, E.A.Khestanova, A.A.Antonov, I.G.Grigorieva, I.V.Yaminsky. New promising pyrolytic graphite for micro-mechanical exfoliation of graphene. International conference Graphene 2012, April 10–13, Brussels. Graphene2012 Abstract Booklet (Poster Contributions), http://www.grapheneconf.com/GENERAL/Booklet.php
Sinitsyna O.V., Meshkov G.B., Yaminsky I.V. A novel tool for the local anodic oxidation of graphite. Proc. IMechE, Part N: J. Nanoengineering and Nanosystems, 2010, 224(№3–4), p.133–138.
Мешков Г., Синицына О., Яминский И. Локальное окисление углеродных материалов для устройств наноэлектроники. – Наноиндустрия, 2010, №4, с.34–36.
Синицына О.В., Яминский И.В. Зондовая микроскопия поверхности графита с атомным разрешением. – Успехи химии, 2006, № 75(1) с.27–35.
Синицына О., Мешков Г., Яминский И. Визуализация атомной решетки графита: идеи для практикума. – Наноиндустрия, 2011, №1, с.52–54.
Отзывы читателей
