Графеновый нанодатчик разработали в Кёльне
Соединение нескольких атомарно точных нанокристаллов, изготовленных из графена, провела международная группа исследователей, 5 мая сообщает журнал Nature Communications.
В работе принимали участие исследователи из Кельнского университета, Монреаля, Новосибирска, Хиросимы и Беркли. Она финансировалась Немецким исследовательским фондом (DFG) и Европейским исследовательским советом (ERC).
Ученые синтезировали и изучили спектроскопическими методами гетеропереходы нановолокон. Затем они смогли интегрировать гетеропереходы в электронный компонент.
«Гетеропереходы графеновых наноуглеродов, используемые для изготовления датчика, имеют ширину от семи до четырнадцати атомов углерода и длину около 50 нанометров. Особенными их делает то, что их края свободны от дефектов. Вот почему их называют „атомарно точными“ нановолокнами», — объяснил доктор Борис Сеньковский из Института экспериментальной физики.
Исследователи соединили несколько из этих нановолоконных гетеропереходов на их коротких концах, тем самым создав более сложные гетероструктуры, которые действуют как туннельные барьеры.
На следующем этапе сгенерированные гетероструктуры были интегрированы в электронное устройство. Электрический ток, протекающий через гетероструктуру нановолокон, регулируется квантово-механическим туннельным эффектом.
На основе полученных структур исследователи изготовили датчик для регистрации различных атомов или молекул. Туннельный ток через гетероструктуру особенно чувствителен к адсорбатам, которые накапливаются на поверхностях. То есть сила тока изменяется, когда атомы или молекулы накапливаются на поверхности датчика.
«Прототип датчика, который мы построили, обладает превосходными свойствами. Среди прочего, он очень чувствителен и может быть использован для измерения даже самых маленьких количеств адсорбатов», — сказал профессор Александр Грюнейс.
Напомним, графен состоит всего из одного слоя атомов углерода и считается самым тонким материалом в мире. В 2010 году исследователям из Манчестера впервые удалось создать одноатомные слои графена, за что они получили Нобелевскую премию.
