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The morphology of doubly-clamped graphene nanoribbons

Brand, Christian und Monazam, Mohammad R A und Mangler, Clemens und Lilach, Yigal und Cheshnovsky, Ori und Arndt, Markus und Kotakoski, Jani (2021) The morphology of doubly-clamped graphene nanoribbons. 2D Materials, 8 (2), 025035. IOP Publishing. doi: 10.1088/2053-1583/abe952. ISSN 2053-1583.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1088/2053-1583/abe952

Kurzfassung

Understanding the response of micro/nano-patterned graphene to mechanical forces is instrumental for applications such as advanced graphene origami and kirigami. Here, we analyze free-standing nanoribbons milled into single-layer graphene by focused ion beam processing. Using transmission electron microscopy, we show that the length L of the structures determines their morphology. Nanoribbons with L below 300 nm remain mainly flat, whereas longer ribbons exhibit uni-axial crumpling or spontaneous scrolling, a trend that is well reproduced by molecular dynamics simulations. We measure the strain of the ribbons as well as their crystallinity by recording nanometer-resolved convergent beam electron diffraction maps, and show that the beam tails of the focused ion beam cause significant amorphization of the structures adjacent to the cuts. The expansive or compressive strain in the structures remains below 4%. Our measurements provide experimental constraints for the stability of free-standing graphene structures with respect to their geometry, providing guidelines for future applications of patterned graphene.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/147930/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:The morphology of doubly-clamped graphene nanoribbons
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Brand, ChristianChristian.Brand (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3872-7769NICHT SPEZIFIZIERT
Monazam, Mohammad R ANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mangler, ClemensNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lilach, YigalNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cheshnovsky, OriNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Arndt, MarkusNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kotakoski, JaniNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:24 Februar 2021
Erschienen in:2D Materials
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:8
DOI:10.1088/2053-1583/abe952
Seitenbereich:025035
Verlag:IOP Publishing
ISSN:2053-1583
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Graphene Scanning transmission electron microscopy Amorphization Morphology 2D materials Nanoribbons
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - keine Zuordnung
Standort: Ulm
Institute & Einrichtungen:Institut für Quantentechnologien > Quantennanophysik
Hinterlegt von: Brand, Christian
Hinterlegt am:03 Jan 2022 16:24
Letzte Änderung:05 Dez 2023 07:48

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