L’adaptation des graphes à l’échelle atomique se rapproche du monde macroscopique


L'adaptation des graphes à l'échelle atomique se rapproche du monde macroscopique

chercheurs de l’Université de Vienne ont développé une méthode pour la contrôlée d’imperfections dans les graphiques sur des échelles de longueur qui se rapprochent du monde macroscopique. Crédit : AlexanderAlUS

Les propriétés des matériaux sont souvent définies par des imperfections dans leur structure , surtout si le matériau lui-même n’a qu’un atome d’épaisseur, comme le graphène. Des chercheurs de l’Université de Vienne ont maintenant développé une méthode pour générer de telles imperfections dans les graphiques de manière contrôlée sur des échelles de longueur qui se rapprochent du monde macroscopique. Ces résultats, confirmés par des images microscopiques à résolution atomique et publiés dans la revue Nano lettres, servent de point de départ essentiel pour la personnalisation du graphène pour les applications et le développement de nouveaux matériaux.

Le graphène est composé d’atomes de carbone disposés en fil de fer à poule. Ce matériau d’un atome d’épaisseur est célèbre pour ses nombreuses propriétés extraordinaires, telles qu’une résistance extrême et une capacité remarquable à conduire l’électricité. Depuis sa découverte, les chercheurs ont cherché des moyens d’adapter davantage le graphène grâce à une manipulation contrôlée de sa structure atomique. Jusqu’à présent, cependant, de telles modifications n’ont été confirmées que localement en raison des défis de l’imagerie à résolution atomique de grands échantillons et de l’analyse de grands ensembles de données.

Maintenant, une équipe dirigée par Jani Kotakoski de l’Université de Vienne et Nion Co. a développé une configuration expérimentale basée sur un microscope Nion UltraSTEM 100 à résolution atomique et a combiné de nouvelles approches d’imagerie et d’analyse de données grâce à l’apprentissage automatique pour contrôler les graphiques au niveau atomique dans la direction des tailles d’échantillons macroscopiques. La procédure expérimentale est illustrée à la 1.

L’expérience commence par la purification du graphène par irradiation laser, après quoi il est modifié de manière contrôlée par irradiation avec des ions argon de faible énergie. Après que l’échantillon a été transféré au microscope sous vide, il est imagé avec un algorithme automatique en résolution atomique. Les images enregistrées sont transférées vers un réseau de neurones qui reconnaît la structure atomique et offre un aperçu complet des changements atomiques dans l’échantillon.

« La clé du succès de l’expérience a été la combinaison de notre configuration de test unique avec les nouveaux algorithmes d’imagerie automatisée et d’apprentissage automatique », explique Alberto Trentino, premier auteur de l’étude. « Le développement de toutes les pièces nécessaires a été un véritable travail d’équipe et peut désormais être utilisé pour des expériences de suivi sans aucun problème », poursuit-il. En fait, après cette modification atomique confirmée du graphène, les chercheurs étendent déjà la méthode sur une large zone pour utiliser les imperfections structurelles créées pour ancrer les atomes étrangers à la structure. « Nous sommes enthousiasmés par la perspective de développer de nouveaux matériaux basés sur cette méthode qui sont développés au niveau atomique », résume Jani Kotakoski, responsable de l’équipe de recherche.


Le graphique peut être utilisé pour détecter rapidement et avec précision le COVID-19


Plus d’information:
Alberto Trentino et al., Ingénierie structurelle des graphes au niveau atomique à l’ mésoscopique, Nano lettres (2021). DOI : 10.1021 / acs.nanolett.1c01214

Fourni par l’Université de Vienne

Citation: Tailoring of Graphene Approaches the Macroscopic World (2021, 18 juin), consulté le 18 juin 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-06-atomic-scale-tailoring-graphene-approaches-macroscopic.htmlma

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