ИСТИНА

Графеном является аллотропная модификация углерода, находящегося в sp2 гибридизации с толщиной слоя в один атом и составляющего гексагональную кристаллическую решетку. Для науки и техники представляют интерес электрические, химические и механические свойства графена, материала перспективного для будущего развития электроники и нанокомпозитов, активных покрытий. Свойства графена крайне чувствительны к дефектам в его структуре. На сегодняшний день при производстве неизбежны дефекты в структуре графена, что является препятствием для создания графеновых листов большой площади. Применяемые технологические процессы не обладают возможностью однородного контролируемого создания дефектов, в чем проявляется преимущество ионного облучения, в частности, в исследованиях влияния дефектов на свойства графеновых покрытий. Под действием ионных пучков в графене, в отличии от объемных материалов, каждый выбитый из равновесного положения атом углерода должен приводить к образованию дефекта структуры, так как смещенные атомы будут распыляться под действием облучения и рекомбинация вакансий с междоузельными атомами невозможна. Образование дефектов при ионном облучении может компенсироваться с помощью механизма миграции дефектов, однако это наблюдается при небольших флюенсах облучения, при этом некоторые уникальные свойства графена могут определяться именно дефектами структуры в малой концентрации. В работе было исследовано влияние параметров ионного облучения на этапы дефектообразования в графеновом покрытии на медной фольге. Методами комбинационного рассеяния света было продемонстрировано влияние флюенса на разрушение структуры графена. Осажденный графен представляет собой изолированные островки площадью не менее 2 мкм2. Облучение графенового покрытия проводилось на ускорительном комплексе HVEE-500 НИИЯФ МГУ с использованием ионов He+ и Ar+ при энергии 100 кэВ. Флюенс составлял от 1012 до 1013 ион/см2 для ионов аргона и от 1013 до 1016 ион/см2 для ионов гелия. Облучение проводилось как при комнатной температуре образца. Плотность тока пучка ионов поддерживалась на уровне 100 нА/см2 для исключения термического отжига в процессе облучения, контролировалась температура в процессе облучения калиброванной по двум точкам термопарой. После облучения образцы исследовались методом комбинационного рассеяния света. Спектры КРС были получены с применением лазера с длиной волны 473 нм, мощность пучка не превышала 0.25 мВт, диаметр луча составлял 1 мкм. Моделирование дефектообразования в процессе облучения проводилось с использованием программы SRIM. Применяя методы компьютерного моделирования образования дефектов под действием ионного облучения основанные на статистическом моделировании каскадов бинарных столкновений были продемонстрированы этапы дефектообразования в графене при облучении ионами гелия и аргона с энергией 100 кэВ при различных флюенсах (для различных значений параметра dpa). Было показано, что происходит накопление точечных дефектов до значений параметра dpa 5*10-4, после чего начинается процесс объединения активных областей дефектов в кластеры, и при значениях параметра dpa 5*10-3 происходит разрушение порядка в расположении атомов углерода с переходом в состояние аморфной формы углерода (carbon black)