Los materiales que constan de múltiples capas ultrafinas son una nueva e interesante área de investigación
Los científicos han investigado una combinación de grafeno ydisulfuro de molibdeno. Las dos capas de material entran en contacto y luego se adhieren entre sí bajo la influencia de las débiles fuerzas de van der Waals. El grafeno es un muy buen conductor, el disulfuro de molibdeno es un semiconductor y esta combinación podría ser interesante para la producción de nuevos tipos de dispositivos de almacenamiento, dicen los científicos.
Sin embargo, para ciertas aplicaciones, la geometríaEl material debe procesarse especialmente a escala nanométrica, por ejemplo, para alterar las propiedades químicas agregando tipos adicionales de átomos o para controlar las propiedades ópticas de una superficie. Las superficies se pueden modificar utilizando un haz de electrones o un haz de iones convencional. Sin embargo, en un sistema de dos capas siempre hay un problema: el haz de iones actúa sobre ambas capas simultáneamente, incluso si solo se debe cambiar una capa en el problema.
Cuando se utiliza un haz de iones para el tratamiento de superficies, normalmente la fuerza de impacto de los iones afectará al material. Sin embargo, el nuevo método de los científicos utiliza iones relativamente lentos con carga múltiple.
“Aquí es necesario distinguir entre dos formas diferentesenergía. Por un lado, está la energía cinética, que depende de la velocidad a la que los iones impactan en la superficie. Por otro lado, existe la energía potencial, que viene determinada por la carga eléctrica de los iones. En los haces de iones la energía cinética juega un papel decisivo, pero para los científicos la energía potencial es especialmente importante.
Hay una diferencia importante entre estos dosFormas de energía: mientras que en ambas capas de un material se libera energía cinética al penetrar en un sistema de capas, la energía potencial puede distribuirse de forma muy desigual entre las capas.
El disulfuro de molibdeno reacciona muy fuertemente aiones muy cargados. Un solo ion que ingresa a esta capa puede eliminar decenas o cientos de átomos de la capa. Solo queda un agujero, que es muy claramente visible al microscopio electrónico, por otro lado, la capa de grafeno, en la que impacta el proyectil inmediatamente después del impacto, permanece intacta: la mayor parte de la energía potencial ya se ha liberado.
El mismo experimento también se puede invertir. Un ión altamente cargado primero golpea el grafeno y luego la capa de disulfuro de molibdeno. En este caso, ambas capas permanecen intactas: el grafeno proporciona al ion los electrones necesarios para neutralizarlo eléctricamente en una fracción de segundo. La movilidad de los electrones en el grafeno es tan alta que el punto de impacto también se "enfría" inmediatamente. El ion atraviesa la capa de grafeno sin dejar un rastro permanente. Después de eso, ya no puede causar un daño significativo a la capa de bisulfuro de molibdeno.
Esto brinda a los científicos un nuevo método deSuperficies de control. Ahora es posible agregar nanoporos en superficies sin dañar el material del sustrato debajo. Esto ayudará a crear estructuras geométricas que antes eran imposibles. Puede crear "máscaras" de bisulfuro de molibdeno, perforadas exactamente como se desee, sobre las cuales se depositan luego ciertos átomos de metal. Esto abre posibilidades completamente nuevas para monitorear las propiedades químicas, electrónicas y ópticas de las superficies.
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