نگاه کردن به گرافن ساختار آن را تغییر می‌دهد

محققان دریافته اند که نگاه کردن به ساختار گرافن به وسیله میکروسکپ الکترونی و سایر تکنیک های شناسایی که مبتنی بر تاباندن الکترون به سطح نمونه است، موجب تغییر ساختار بلوری گرافن می شود.

محققان دریافته اند که نگاه کردن به ساختار گرافن به وسیله میکروسکپ الکترونی و
سایر تکنیک های شناسایی که مبتنی بر تاباندن الکترون به سطح نمونه است، موجب
تغییر ساختار بلوری گرافن می شود.

برای ساخت ادوات مفید از موادی با ضخامت اتمی (حدود ۳۵/۰ نانومتر)‌، مثل گرافیت
تک لایه، به مطالعات گران قیمت میکروسکپی از جمله میکروسکپ الکترونی روبشی (SEM)
میکروسکپ الکترونی عبوری (TEM) و پرتو یون متمرکز (FIB) نیاز است.

متاسفانه تمام تکنیک‌های تعین مشخصات مواد که در آنها از تابش پرتوهای الکترونی
بر روی نمونه استفاده می‌شود، موجب صدمه رساندن به نمونه و تخریب شبکه بلوری آن
می‌شود. تاکنون مطالعه‌ی خاصی در مورد میزان این تأثیرات در گرافیت تک یا دو
لایه انجام نشده بود و نوع تغییراتی که برای که بر سر شبکه‌های بلوری می‌آمد
ناشناخته مانده بود.

اکنون محققانی از دانشگاه کالیفرنیا کشف کرده‌اند که تاباندن پرتوهای الکترونی
با انرژی کم یا متوسط (۵ تا ev20)حتی به مدت کوتاه (چند دقیقه) موجب تغییرات
قابل توجه در خواص گرافن می‌شود.

پرتوهای الکترونی با این مشخصات معمولاً در میکروسکپ‌های SEM به کار می‌روند؛
پس می‌توان نتیجه گرفت که نگاه کردن به لایه‌های گرافن (که البته با میکروسکپ
انجام می‌شود نه با چشم غیر مسلح!) باعث تغییر ساختار آن می‌شود.

یکی از این محققان به نام بالاندین در این باره می‌گوید: ” پس از هر تابش
الکترونی، گرافن تبدیل به شکل بلوری و سپس آمورف (بی شکل یا غیر بلوری) می‌شود.”

نتایج این پژوهش در مجله‌ی Applied Physics Letters منتشر شده است.

این نتایج از دو جهت حائز اهمیت است؛ اول اینکه پژوهشگران را نسبت به تغییرات
ساختاری گرافن در اثر تاباندن پرتوهای الکترونی آگاه می‌کند. دوم اینکه می‌تواند
باب جدیدی در روش‌های ساخت ابزارهای گرافنی با تکنیک‌های االکترونی باز کند.

طبق گفته‌ی بالندین، این خبر لزوماً منفی و نگران‌کننده نیست. او می‌گوید: “ما
الان می‌توانیم از پرتوهای الکترونی برای ایجاد مناطق نارسانا (عایق) بر روی
ورقه‌های گرافن و حتی برش این ورقه‌ها استفاده کنیم. همچنین با این مطالعه روشن
شده است که در مواردی که نیاز است از پرتوهای الکترونی برای سخت کردن لایه‌های
گرافن استفاده شود، باید یک پوشش حفاظتی بر روی لایه‌های گرافن ایجاد شود تا
ساختار آن آسیب نبیند.