中國粉體網(wǎng)訊 瑞士巴塞爾大學(xué)、日本筑波國家材料科學(xué)研究所、金澤大學(xué)、關(guān)西學(xué)院大學(xué)和芬蘭阿爾托大學(xué)的一組研究人員成功地利用原子力顯微鏡(AFM)得到了石墨烯帶單個雜質(zhì)原子圖像。由于二維碳素晶格的作用力,他們第一次鑒別到了硼和氮。
利用原子力顯微鏡的一氧化碳官能尖端(紅色/銀色),可以測量針尖和石墨帶中各種原子之間的作用力。
研究人員通過在金表面放置合適的有機(jī)前驅(qū)體化合物的方式,采用表面化學(xué)法將六方晶格中特定的碳原子用硼原子和氮原子替換。在高達(dá)400℃的溫度下,從前驅(qū)體的金表面上形成細(xì)小石墨烯帶,包括特定位置上的雜質(zhì)原子。研究人員利用原子力顯微鏡研究了這些石墨烯帶。他們用一氧化碳官能化的尖端,測量了針尖與單個原子之間的微小作用力。
這種方法甚至可以檢測到作用力之間最小的差別。通過測量不同的力的大小,研究人員能夠繪制和識別不同的原子!皽y量結(jié)果是氮原子的力量大于碳原子的,”該研究的主要負(fù)責(zé)人Shigeki Kawai博士說,“我們測量到的最小作用力是硼原子的”。由于原子半徑不同,所以不同的力其斥力占比不同。
計算機(jī)模擬證實(shí)了這些結(jié)果的可靠性,原子力顯微鏡技術(shù)非常適合用于對這些先進(jìn)的二維碳化合物中的雜質(zhì)原子進(jìn)行化學(xué)分析。