I motivi moiré appaiono quando due o più griglie periodiche sono sovrapposte leggermente storte, che crea un nuovo modello periodico più ampio. I ricercatori del NIST e della Georgia Tech hanno ripreso e interpretato i modelli moiré creati da fogli di grafene sovrapposti per determinare come i reticoli dei singoli fogli sono stati impilati l'uno rispetto all'altro e per trovare lievi deformazioni nelle regioni di rigonfiamenti o rughe nei fogli. Credito:NIST
(PhysOrg.com) -- I ricercatori del National Institute of Standards and Technology e del Georgia Institute of Technology hanno dimostrato che i modelli moiré su scala atomica, uno schema di interferenza che appare quando due o più griglie sono sovrapposte leggermente storte, può essere utilizzato per misurare come i fogli di grafene sono impilati e rivelare le aree di deformazione.
La capacità di determinare l'orientamento rotazionale dei fogli di grafene e la deformazione della mappa è utile per comprendere le proprietà elettroniche e di trasporto di più strati di grafene, una forma di carbonio dello spessore di un atomo con proprietà semiconduttive potenzialmente rivoluzionarie.
Nella fotografia digitale, i modelli moiré (pronunciato mwar-ray) si verificano a causa di errori nel processo di rendering, che fa apparire ondulati o distorti i modelli di griglia. Gli scienziati dei materiali hanno utilizzato modelli moiré microscopici per rilevare sollecitazioni come rughe o rigonfiamenti in una varietà di materiali.
I ricercatori hanno creato il grafene sulla superficie di un substrato di carburo di silicio presso il Georgia Institute of Technology riscaldando un lato in modo che solo il carbonio, sotto forma di fogli multistrato di grafene, era rimasto. Utilizzando un microscopio a scansione a effetto tunnel presso il NIST, i ricercatori sono stati in grado di sbirciare attraverso gli strati più alti di grafene fino agli strati sottostanti. Questo processo, che il gruppo soprannominò “interferometria atomica moiré, " ha permesso loro di immaginare i modelli creati dagli strati di grafene impilati, che a sua volta ha permesso al gruppo di modellare come i reticoli esagonali dei singoli strati di grafene fossero impilati l'uno rispetto all'altro.
A differenza di altri materiali che tendono ad allungarsi quando si raffreddano, il grafene si ammucchia come un lenzuolo spiegazzato. I ricercatori sono stati in grado di mappare questi campi di stress confrontando la distorsione relativa degli esagoni degli atomi di carbonio che compongono i singoli strati di grafene. La loro tecnica è così sensibile che è in grado di rilevare i ceppi negli strati di grafene causando un cambiamento minimo dello 0,1 percento nella spaziatura degli atomi.
Questa collaborazione tra il NIST e il Georgia Institute of Technology fa parte di una serie di esperimenti volti ad acquisire una comprensione fondamentale delle proprietà del grafene.
Il loro articolo, "Analisi strutturale del grafene multistrato tramite interferometria atomica moiré" è stata selezionata come Evidenziazione dell'editore in Revisione fisica B per il mese di marzo, 2010.
