Atomstora hål i grafen kan vara mobila
Tuan Thien Tran i Materialfysikgruppen, skapade atomstora hålrum i grafen med hjälp av Tandem Laboratoriets jonimplanter. Ytterligare studier visade att hålrummen var mobila. Fotograf: Anja Castensson
Direkta experimentella bevis visar nu att atomstora hål i grafen kan flytta sig över långa avstånd.
Hål skapade energrika joner från en jonstråleimplanter förflyttade sig utanför de bestrålade områdena
En nyligen publicerad studie av forskare vid Uppsala universitet och Linköpings universitet visar att atomstora hål i grafen i grafen kan flytta sig över långa avstånd.
Forskarna skapade så kallade "atomvakanser" hål efter saknade kolatomer, i grafen med hjälp av Tandemlaboratoriets jonimplanter. Sedan analyserades effekterna med transmissionselektronmikroskopi.
Förflyttning av atomhål
Medan de flesta defekter i grafen generellt sett är orörliga, har migrationen av atomvakanser efter enstaka atomer varit föremål för debatt på grund av de varierande rapporterade energibarriärerna, särskilt vid rumstemperatur.
I denna studie presenterar forskarna tydliga bevis på att dessa vakansdefekter faktiskt kan vara mobila. Forskarna observerade att hålen rörde sig över långa avstånd och mobila ytföroreningar verkar spela en avgörande roll i att hjälpa grafen att läka dessa defekter.
Grafens unika egenskaper
Grafen utgörs av kolatomer arrangerade i ett hexagonalt mönster, i ett endast en atom tjockt lager. Det är ett av de starkaste, lättaste och mest ledande material som finns.
Atomvakanser, det vill säga luckor där en kolatom borde vara, är en vanlig typ av defekt. Att förstå hur defekter beter sig i grafen är viktigt, eftersom de kan ha stor påverkan på matrialets egenskaper.
Även om defekter ofta ses som något negativt, kan de också användas för att skräddarsy grafens egenskaper för specifika tillämpningar. I vissa fall kan kontrollerad introduktion av defekter förbättra grafens kemiska reaktivitet eller möjliggöra önskvärda elektroniska egenskaper, som exempelvis bandgapjustering för användning i halvledare.
Länkar
Forskningen genomfördes av Tuan T. Tran, Per O. Å. Persson, Ngan Pham, Radek Holenak och Daniel Primetzhofer vid Uppsala universitet och Linköpings universitet. Deras resultat publicerades i nanovetenskap- och nanoteknologitidskriften Small i juli 2025.