研究人员设计了一种检测石墨烯中单个杂质的方法

来自巴塞尔大学，日本筑波国立材料科学研究所，日本金泽大学，日本关西学院大学和芬兰阿尔托大学的研究团队成功地利用原子力显微镜获得了石墨烯中各个杂质原子的图像。丝带。由于在石墨烯的二维碳晶格中测得的力，它们首次能够识别硼和氮。

使用原子力显微镜的一氧化碳功能化尖端（红色/银色），可以测量尖端与石墨烯带中各种原子之间的力

该团队使用表面化学，通过在金表面上放置合适的有机前体化合物，用硼和氮原子取代六边形晶格中的特定碳原子。在高达400°C的高温下，在前驱体金表面形成微小的石墨烯带，包括特定位置的杂质原子。

研究人员使用原子力显微镜（AFM）检查了这些石墨烯带。他们使用一氧化碳功能化尖端并测量尖端和单个原子之间作用的微小力。

该方法甚至可以检测力的最小差异。通过观察不同的力量，研究人员能够绘制和识别不同的原子。“测量氮原子的力大于碳原子的力，”该研究的第一作者Shigeki Kawai博士解释道。“我们测量了硼原子的最小力。” 不同的力可以通过不同比例的排斥力来解释，这是由于不同的原子半径。

计算机模拟证实了这些读数，证明AFM技术非常适合对有前途的二维碳化合物中的杂质原子进行化学分析。