Графен больше не сможет скрывать свои секреты: новый микроскоп показал то, что раньше оставалось невидимым.
Исследователи из Университета Мэриленда представили новую технологию визуализации двумерных материалов, которая позволяет буквально заглянуть в их внутреннюю физику с почти атомной зоркостью. Разработка получила название инфракрасная торсионная силовая микроскопия (TFM-IR) и уже помогла ученым увидеть детали структуры графена, которые ранее оставались недоступными даже самым современным оптическим методам. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Главная идея метода выглядит необычно. Вместо привычного вертикального постукивания зонда по поверхности образца ученые заставили микроскопический наконечник быстро вращаться и скручиваться из стороны в сторону. Одновременно материал облучали импульсами инфракрасного лазера. Когда химические связи внутри вещества поглощают инфракрасное излучение, они начинают вибрировать, а поверхность едва заметно деформируется. Новый прибор способен фиксировать не только вертикальные, но и горизонтальные смещения поверхности с разрешением, близким к одному нанометру.
Для проверки технологии команда сначала исследовала слюду. Этот минерал хорошо изучен и обладает химическими связями, ориентированными в разных направлениях. Ученым удалось зарегистрировать четыре различных режима колебаний и разделить горизонтальные и вертикальные вибрации материала. Результаты совпали с прогнозом компьютерной модели.
Однако самое интересное началось при изучении двухслойного графена. Речь идет о структуре, в которой два листа графена слегка повернуты друг относительно друга. Такие системы называют муаровыми материалами. Именно они в последние годы стали одной из главных сенсаций физики и материаловедения благодаря необычным электронным свойствам, включая сверхпроводимость.
Источник: hi-tech.mail.ru