Международный коллектив физиков при участии исследователей из Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» провел серию экспериментов по бомбардировке графена быстрыми тяжелыми ионами. Результаты экспериментов показывают, что такая бомбардировка позволяет пробивать в графененанопоры. Диаметр нанопор может настраиваться в диапазоне от 1 до 4 нанометров.

Результаты экспериментов по бомбардировке графена быстрыми тяжелыми ионами, проведенных физиками НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из Университетов Хельсинки и Аалто (Финляндия), Университета Ноттингэм (Великобритания), Университета Дуйсбург-Эссен (Германия), Венского Университета (Австрия), Центра по изучению ионов, материалов и фотоники CIMAP (Франция), Института РуджераБошковича и Института физики ионных пучков и исследований материалов (Германия)  были опубликованы в журнале «Carbon».

Результаты экспериментов по бомбардировке графена широким набором ионов различной массы C, O, Si, I, Au, Ta, Xe с большими энергиями (вплоть до 91 МэВ) показали, что изменяя энергию ионов, можно получать нанопоры в графенедиаметром от 1 до 4 нм. Информация о зависимости нанопор от энергии ионов приближает исследователей к контролируемому получению таких структур.

Как рассказал автор исследования, руководитель проекта «Минимизация деградации двумерных неорганических материалов с использованием атомистических расчетов», приглашенный профессор НИТУ «МИСиС», к.ф-м.н Аркадий Крашенинников,«Нами был экспериментально и теоретически изучен процесс появления нанопор (отверстий) в графене после взаимодействия графена с ионами, изучена зависимость размера отверстий от типа и энергии ионов, объяснена природа появления этих дефектов в графене».

По  словам ученого, «Сегодняшнее развитие исследований графена связано с изучением возможности контролируемого изменения его свойств, например путём внесения его структуру дефектов. Создание дефектов в графене может существенным образом изменить его электронные и проводящие свойства и даже может привести к индуцированию магнетизма. Одним из возможных способов внесения дефектов в структуру графена является его бомбардировка ионами различных элементов».

Ученый добавил, что графен с отверстиями давно интересует исследователей. По его мнению, получаемые наноструктуры могут найти широкое применение в различных областях науки и техники, в частности в качестве материалов для очистки жидкостей, секвенирования ДНК и др.

«Можно ожидать, что при регулярном расположении отверстий в графене его спектр перестроится в полупроводниковый, что позволит использовать его в электронике»,– добавил Крашенниников.

Справка о НИТУ «МИСиС»

НИТУ «МИСиС»– это один из наиболее динамично развивающихся научно-образовательных центров страны. Находясь в числе лидеров технологического образования России, НИТУ «МИСиС» также представляет собой полноценный научный центр. В 2016 году университет укрепил свои позиции в ведущих международных образовательных рейтингах, войдя, в том числе, в ТОП-100 вузов в рейтингах  QS: BRICSи EmergingEurope&CentralAsia.Также НИТУ «МИСиС», единственный из российских вузов, стал участником рейтинга THE 20 World’sBestSmallUniversitiesRanking-2016. В 2017 году университет впервые вошел в предметный рейтинг QSWorldUniversityRankingsbySubjectсразу по четырем направлениям, заняв 31-е место в мире в рейтинге «Инжиниринг - Добыча полезных ископаемых», а также показал высокие результаты по материаловедению, физике и астрономии, инженерии и технологиям.

Стратегическая цель НИТУ «МИСиС» к 2020 году укрепить лидерство по направлениям специализации:  материаловедение, металлургия и горное дело, а также существенно усилить свои позиции в сфере биоматериалов, нано- и ИТ-технологий. В состав университета входит 9 институтов, 4 филиала – три в России и один за рубежом. В НИТУ «МИСиС» обучаются более 17000 студентов. В университете действуют 29 лабораторий и 3 инжиниринговых центра мирового уровня, в которых работают ведущие международные ученые. НИТУ «МИСиС» успешно реализует совместные проекты с крупнейшими российскими и зарубежными высокотехнологичными компаниями.