Des motifs moirés apparaissent lorsque deux ou plusieurs grilles périodiques sont superposées légèrement de travers, ce qui crée un nouveau modèle périodique plus grand. Des chercheurs du NIST et de Georgia Tech ont imagé et interprété les motifs moirés créés par des feuilles de graphène superposées pour déterminer comment les réseaux des feuilles individuelles étaient empilés les uns par rapport aux autres et pour trouver des tensions subtiles dans les régions de renflements ou de rides dans les feuilles. Crédit :NIST
(PhysOrg.com) -- Des chercheurs du National Institute of Standards and Technology et du Georgia Institute of Technology ont démontré que les modèles de moiré à l'échelle atomique, un motif d'interférence qui apparaît lorsque deux ou plusieurs grilles sont superposées légèrement de travers, peut être utilisé pour mesurer comment les feuilles de graphène sont empilées et révéler les zones de déformation.
La capacité de déterminer l'orientation rotationnelle des feuilles de graphène et la déformation de la carte est utile pour comprendre les propriétés électroniques et de transport de plusieurs couches de graphène, une forme de carbone d'une épaisseur d'un atome avec des propriétés semi-conductrices potentiellement révolutionnaires.
En photographie numérique, Les motifs de moiré (prononcé mwar-ray) se produisent en raison d'erreurs dans le processus de rendu, ce qui rend les motifs de grille ondulés ou déformés. Les scientifiques des matériaux ont utilisé des motifs de moiré microscopiques pour détecter des contraintes telles que des rides ou des renflements dans une variété de matériaux.
Les chercheurs ont créé du graphène à la surface d'un substrat de carbure de silicium au Georgia Institute of Technology en chauffant un côté de sorte que seul le carbone, sous forme de feuillets multicouches de graphène, a été laissé. À l'aide d'un microscope à effet tunnel sur mesure au NIST, les chercheurs ont pu regarder à travers les couches supérieures de graphène jusqu'aux couches inférieures. Ce processus, que le groupe a baptisé « interférométrie moiré atomique, " leur a permis d'imager les motifs créés par les couches de graphène empilées, ce qui à son tour a permis au groupe de modéliser la façon dont les réseaux hexagonaux des couches individuelles de graphène étaient empilés les uns par rapport aux autres.
Contrairement à d'autres matériaux qui ont tendance à s'étirer lorsqu'ils refroidissent, le graphène se ramasse comme un drap de lit froissé. Les chercheurs ont pu cartographier ces champs de contraintes en comparant la distorsion relative des hexagones d'atomes de carbone qui composent les couches individuelles de graphène. Leur technique est si sensible qu'elle est capable de détecter des contraintes dans les couches de graphène causant aussi peu que 0,1 pour cent de changement dans l'espacement des atomes.
Cette collaboration entre le NIST et le Georgia Institute of Technology fait partie d'une série d'expériences visant à acquérir une compréhension fondamentale des propriétés du graphène.
Leur article, « Analyse structurelle du graphène multicouche via l'interférométrie de moiré atomique » a été sélectionné comme point culminant de l'éditeur dans Examen physique B pour le mois de mars, 2010.
