原子尺度的云纹图显示石墨烯叠层中的应变

研究人员在国家标准与技术研究所(NIST)乔治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)已经证明,原子尺度的莫尔条纹(moirépatterns)可以用来测量石墨烯片的堆叠方式,并显示应变区域。莫尔条纹是两个或多个网格稍微倾斜重叠时出现的干涉条纹。

确定石墨烯薄片的旋转方向和图应变的能力有助于理解石墨烯多层的电子和传输特性,石墨烯是一种单原子厚的碳,具有潜在的革命性半导体特性。

在数码摄影中,moiré(发音为mwar-ray)模式的出现是由于渲染过程中的错误,这导致网格模式看起来呈波浪状或扭曲。欧洲杯足球竞彩材料科学家一直在使用微观的moiré模式来检测各种材料中的褶皱或凸起等应力。

佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)的研究人员通过加热碳化硅衬底的一面,使其只剩下多层石墨烯薄片形式的碳,从而在碳化硅衬底的表面制造出石墨烯。通过使用NIST定制的扫描隧道显微镜,研究人员能够从石墨烯的最上层看到底层。该研究小组将这一过程称为“原子moiré干涉测量法”,使他们能够对堆叠的石墨烯层产生的图案进行成像,从而使研究小组能够模拟单个石墨烯层的六角形晶格是如何相互堆叠的。

不同于其他材料,当它们冷却欧洲杯足球竞彩时往往会伸展开来,石墨烯会像皱褶的床单一样聚集起来。研究人员能够通过比较组成单个石墨烯层的碳原子六边形的相对变形来绘制这些应力场。他们的技术非常敏感,能够检测到石墨烯层中的张力,而张力只导致原子间距变化0.1%。

NIST和佐治亚理工学院之间的合作是一系列实验的一部分,旨在从根本上了解石墨烯的性质。小组工作的其他例子见www.mrs.org/s_mrs/bin.asp ? CID = 8684做= 320520医生= FILE.PDFwww.mrs.org/s_mrs/bin.asp ? CID = 26616做= 26616医生= FILE.PDF

他们的文章《通过原子moiré干涉法分析多层石墨烯的结构》被选为2010年3月《物理评论B》的编辑亮点。

*D.Miller、K.Kubista、G.Rutter、M.Ruan、W.de Heer、P.First和J.Strosio。多层石墨烯的原子云纹干涉结构分析。物理回顾B.81。1254272010年3月24日出版。http://prb.aps.org/abstract/PRB/v81/i12/e125427

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