Графен представляет собой двумерный (2D) лист углеродных кристаллов толщиной в один атом, который обладает множеством необычных свойств с точки зрения прочности, электрической и теплопроводности, а также оптической прозрачности. Графен перспективен для использования в наноэлектронике, хранении водорода, батареях и сенсорах.Исследования графена в последние годы вызвали огромный интерес среди ученых к возможности синтеза других 2D-кристаллов путем введения в углеродную решетку графена других элементов, кроме углерода. Причина в том, что это может дать возможность разработать материалы, которые можно будет использовать в качестве активного переключающего элемента в электронике.
Размер атомов и структура азота делают его отличным выбором для этой цели, потому что он может естественным образом вписаться в прочную сеть атомов углерода, создавая связи (sp2), в которых электроны разделяются на всю сеть.В то время как синтез графена сопряжен с множеством трудностей, группа исследователей из Ульсанского национального института науки и технологий (UNIST) и Университета науки и технологий Пхохана в Южной Корее синтезировала азотсодержащие 2D-кристаллы, используя простую химическую реакцию в жидкой фазе без использования шаблон. Обычные методы формирования 2D-кристаллов требуют использования такого шаблона.Исследователи подтвердили структуру азотированного кристалла с помощью сканирующей туннельной микроскопии с атомным разрешением и подтвердили его полупроводниковую природу, протестировав его с помощью полевого транзистора.
Уникальная геометрическая и электронная структура азотсодержащих кристаллов делает их потенциально пригодными для использования в электронике, сенсорах и катализаторах.Его успешный синтез с использованием простой техники может открыть новую главу в экономичном создании других 2D-материалов.
«Мы считаем, что результаты, представленные в этой работе, обеспечивают не только убедительный прогресс в науке о материалах и технологиях, но и захватывающий потенциал для широкого спектра практических приложений, от влажной химии до приложений для устройств», — говорит профессор Чон-Беом Бэк, профессор Школа энергетики и химической инженерии UNIST. «Таким образом, этот материал сразу же привлечет внимание широкого круга дисциплин из-за его потенциального научного и технологического воздействия», — говорит он.