Multilayered Graphene Structures Surface Changes Under Plasma Treatment as a Model of Outer Space Solar Wind

Abstract

Исследования проводились в проекте по разработке первого в мире зондового микроскопа -спутника Земли с целью выявления стойкости различных материалов, планируемых в качестве конструкционных, к воздействиям, аналогичным воздействию солнечного ветра в открытом космосе, представляющем собой поток ионов. Графен является перспективным материалом для данного применения, поскольку обладает прекрасными экранирующими свойствами. В качестве объекта исследований выбраны многослойные графены. Такой выбор материала обусловлен его достаточно высокими механическими характерами, дающими возможность манипулирования с пленками отдельно от подложки. Моделирование солнечного ветра проводили на установке плазменного травления. Параметры установки сопоставили с характеристиками солнечного ветра, что дало возможность сопоставить длительность травления с длительностью пребывания в условиях космоса. Мониторинг морфологии поверхности при различной длительности воздействия плазмы осуществляли с помощью атомно-силовой микроскопии. Установлено, что плазменное травление приводит к изменениям в морфологии поверхности, причем эти изменения тем больше, чем больше длительность обработки. Таким образом, примененный метод можно считать адекватным для моделирования эрозионных воздействий солнечного ветра на конструкционные материалы в открытом космосе.Ключевые слова: графены, солнечный ветер, сканирующая туннельная микроскопия, атомно-силовая микроскопия, плазменное травление, морфология поверхности