Инженеры из Технического университета Дании (DTU) создали изображение новогоднего дерева толщиной в один атом. В ходе этого эксперимента они показали, как измерения в терагерцевом диапазоне могут применяться для проверки качества графена – так называемого двумерного материала, состоящего из атомов в одном связном слое толщиной всего в один атом. Он прочнее, жестче, лучше проводит электричество и тепло, чем любой другой материал. Графен — самый перспективный кандидат для создания более легких, тонких и эффективных электронных схем.
«Даже если нарисовать карандашом рождественскую елку и снять ее с бумаги — что, образно говоря, мы и сделали — она была бы намного толще одного атома. Бактерия, например, в 3000 раз толще слоя графена, который мы использовали. Вот почему я осмеливаюсь назвать это самой тонкой рождественской елкой в мире. За рождественской шуткой скрывается важный прорыв», — заявил профессор Питер Беггильд, возглавляющий команду экспериментов.
Исследователи получили изображение длиной 14 сантиметров, которое состоит только из атомов углерода в один слой и имеет толщину всего треть нанометра. Оно вырезано из рулона графена длиной 10 метров и перенесено одним куском с помощью ламинатора, а затем просканировано терагерцовым излучением. Таким образом, впервые исследователям удалось провести поточный контроль качества графенового слоя во время его переноса.
Графен можно «выращивать» на медной пленке. Он наносится на рулон медной фольги при температуре около 1000 градусов Цельсия. Но в ходе перемещения ультратонкой графеновой пленки в нужное место может произойти много неприятностей. Поскольку графен в 30 тыс. раз тоньше пищевой пленки, это сложный процесс. Не существовало технологии, которая помогла бы контролировать электрическое качество графена в процессе переноса.
Но ученые нашли способ сделать это. Цветные изображения — измерения того, как слой графена поглощает терагерцовое излучение
Терагерцовые лучи — это высокочастотные радиоволны, которые находятся между инфракрасным излучением и микроволнами., что напрямую связано с электропроводностью: чем она выше, тем лучше графен его поглощает. Подключив терагерцовый сканер к машине, которая переносит графеновую пленку, можно получить визуализацию ее электрических свойств во время процесса переноса.
Ранее в Samsung Advanced Institute of Technology разработали технологию производства аккумуляторов для мобильных устройств с использованием графена. Их батарея показала увеличение емкости на 45% и рост скорости зарядки в пять раз.