Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Двумерные (2D) материалы, такие как восстановленный оксид графена (GO) позволяют получить фоторезистивные структуры в планарном исполнении. 2D-материалы, модифицированные с помощью углеродных наночастиц (УНЧ), позволяют контролировать резистивные состояния таких структур с помощью света в видимом диапазоне.
Целью работы было определение возможных путей восстановления и модифицирования оксида графена с помощью УНЧ для создания планарной фоторезистивной структуры, чувствительной к свету в видимом диапазоне, с кратковременной и долгосрочной резистивной памятью.
Подготовка такого рода наноструктур включала несколько этапов:
Проведенный EDX-анализ полученных пленок GOF показал наличие фтора в атомарном содержании от 2,5 до 19 %. Инфракрасное излучение указало на наличие связи C-F, рамановская спектроскопия демонстрирует возрастание пика D по сравнению с исходным GO, а также сужение ширины пиков, что свидетельствует об увеличении степени кристаличности образца. Помимо этого рамановская спектроскопия подтверждает равномерность полученных пленок. Согласно данным профилометрии, толщина полученных пленок составляет около 40...80 нм. Спектры рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) показывают существенное снижение количества кислорода, а также наличие фтора и азота в восстановленных образцах GOF. Важно отметить, что с помощью РФЭС установлено наличие азота, который допировался напрямую в углеродную сетку восстановленного оксида графена.
На рис. 1 (А) приведена ВАХ полученной структуры, где оксид графена восстанавливали аскорбиновой кислотой, при прямой и обратной развертке напряжения в диапазоне от —1 до +1 В. Данная структура резистивно переключается при облучении светом, то есть напряжение переключения зависит от длины волны возбуждаемого света, а именно в диапазоне от –0,15 до –0,7 В и от 0,15 до 0,6 В при прямой и обратной развертке, соответственно. Это позволяет использовать ее как универсальную ячейку памяти, переключаясь между различными состояниями проводимости с помощью света, при этом память структуры краткосрочная, поскольку состояния высокой и низкой резистивности (СВС и СНС на рисунке), а именно химические превращения между атомарными слоями ОГ, сбрасываются после прохождения 0 напряжения.
На рис. 1 (Б) показана ВАХ структуры, изготовленной тем же методом, но с другим восстановителем — гидразином. За счет этого происходит расширение диапазона токов (на 2–3 порядка за счет использование более сильного восстановителя и образования большего числа двойных связей C=C), а также то, что после прохождения нуля состояние резистивности сохраняется, соответственно, химические превращения тоже, благодаря чему структуру можно считать энергонезависимой (это объясняется допированием азота в структуру оксида графена). Структура также чувствительна к свету, и диапазоны изменения токов напрямую зависят от длины волны. Так, при облучении красным светом изменение токов 102, при облучении белым — 25, при облучении зеленым — 5, при облучении ультрафиолетом — 3.
