Задание, страница 262 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Задание

Выясните, как ученые-физики отделили слой графена от подложки?

Ученые-физики, в частности Андрей Гейм и Константин Новосёлов, применили метод, который получил название "метод скотча" или метод механического отшелушивания. Этот метод, несмотря на свою кажущуюся простоту, позволил впервые получить и исследовать графен – материал толщиной в один атом.

Суть метода заключается в следующем:

1. Исходным материалом служит кристалл обычного графита, который состоит из огромного числа слоев графена, сложенных друг на друга и слабо связанных между собой.

2. К поверхности кристалла графита прижимают клейкую ленту (скотч). При отрыве ленты на ней остаются тонкие слои графита.

3. Затем ленту многократно складывают пополам липкой стороной внутрь и снова разъединяют. Этот процесс повторяется много раз. При каждом таком действии чешуйки графита расщепляются на все более тонкие слои. В результате на ленте образуются фрагменты различной толщины, вплоть до одного атомного слоя.

4. После этого ленту с тонкими чешуйками графита прижимают к специальной подложке, обычно из оксида кремния ($SiO_2$) толщиной около 300 нм на кремниевой пластине. Силы притяжения между графеном и подложкой оказываются сильнее, чем между графеном и клеевым слоем ленты.

5. Когда ленту аккуратно отклеивают, некоторые из самых тонких графитовых чешуек, включая однослойные, остаются на подложке.

6. Заключительным и одним из самых сложных этапов был поиск этих одноатомных слоев на подложке. Ученые обнаружили, что монослой графена можно увидеть в обычный оптический микроскоп. Он создает слабый, но различимый контраст на подложке из $SiO_2$ определенной толщины из-за интерференции света, что и позволило его идентифицировать.

Ответ: Ученые-физики отделили слой графена от подложки (точнее, от кристалла графита, а затем перенесли на подложку) с помощью метода механического отшелушивания ("метода скотча"). Они использовали клейкую ленту для многократного расщепления кристалла графита на все более тонкие слои, после чего переносили эти слои на подложку из оксида кремния и находили одноатомные слои с помощью оптического микроскопа.