Графен в форме нанолент интересен как потенциальный материал для наноэлектроники и спинтроники. В зависимости от краевой структуры (рис. 1), наноленты из графена могут проявлять металлические свойства (в случае границы типа “зигзаг”), либо (в случае границы типа “кресло”) иметь запрещенную зону, ширина которой определяется поперечным размером ленты.
Получение графеновых нанолент требует применения плазменного травления и электронной литографии; известны также химические методы их синтеза. Эти способы, однако, не позволяют получать срезы, ориентированные в каком-то определенном кристаллографическом направлении. Данного недостатка лишен метод, предложенный недавно коллективом авторов из США и Бразилии. Каталитическим гидрированием однослойного графена исследователям удалось получить наноленты, равносторонние треугольники и другие геометрические фигуры.
Для подготовки к травлению образцы однослойного графена, нанесенного на подложку SiO2/Si, обрабатывали раствором NiCl2 и выдерживали при 90°С для удаления воды. Далее образцы подвергались двухстадийному отжигу в токе аргоно-водородной смеси. Вначале образцы выдерживали в течение 20 минут при температуре 500°С, при этом получались каталитически активные наночастицы Ni. Травление проводили при 1000°С в течение 25 минут. Авторы отмечают, что наночастицы Ni катализируют также и рост углеродных нанотрубок, что в особенности заметно при малых концентрациях Ni.
На рис. 2 представлены изображения, полученные исследователями с помощью атомно-силового микроскопа. Частицы никеля при движении вдоль графеновой плоскости адсорбируют атомы углерода, которые затем реагируют с водородом, образуя метан. На фотографиях отчетливо видны траншеи, оставленные такими наночастицами в слое графена. Каждая отдельная траншея имела постоянную ширину, во всех случаях не превосходящую 10 нм. В отличие от треков, наблюдаемых в аналогичных опытах по травлению графита, треки частиц в графене не пересекают друг друга. Приблизившись к уже имеющейся траншее на расстояние ~10 нм, частица поворачивает на угол 60° или 120° (рис. 3). Иначе говоря, отражение или отклонение частицы происходит с сохранением типа краевой структуры – “зигзага”, либо “кресла”. Такое поведение наночастицы наблюдали в 98% случаев (всего зарегистрировано более 200 траншей). Описанные закономерности показаны на рис. 4.
Авторы полагают, что проделанная работа откроет новый путь к изучению графеновых наноструктур. Работа “Anisotropic Etching and Nanoribbon Formation in Single-Layer Graphene” опубликована в журнале Nano Letters.
. Для получения графенов ( жуткое конечно слово, тот француз, который придумал его где- то в 80х на замену графитоподобного слоя, даже не подозревал, во что это выльется) пока в основном используется HOPG( ВОПГ, высокоориентированный графит и т.д.). Его же появление было связано в основном с попыткой получить совершенный искусственный графитовый материал, приближающийся или соответствующий по свойствам естественному графиту. Свойства ЕГ ( не путать с ЕАГ!!!) зависят от месторождения и наилучшими свойствами, практически идеальными обладают кристаллы графита из Тикондероги ( чудовищных размеров кристалл лежит (?) в каком- то американском музее) и мадагаскарский ЕГ. Но- примеси, от которых не удавалось избавиться и случайность находок портили всё дело.