חומרים המורכבים ממספר רב של שכבות דקות במיוחד הם תחום מחקר חדש ומלהיב.
מדענים חקרו שילוב של גרפן ומוליבדן דיסולפיד. שתי שכבות החומר באות במגע ואז נצמדות זו לזו בהשפעת כוחות חלשים של ואן דר וואלס. גרפן הוא מוליך טוב מאוד, מוליבדן דיסולפיד הוא מוליך למחצה, ושילוב זה יכול להיות מעניין לייצור סוגים חדשים של התקני אחסון, אומרים מדענים.
עם זאת, עבור יישומים מסוימים, הגיאומטריהיש לעבד את החומר בקנה מידה ננומטר - למשל, כדי לשנות תכונות כימיות על ידי הוספת סוגים נוספים של אטומים או כדי לשלוט בתכונות האופטיות של משטח. ניתן לשנות משטחים באמצעות קרן אלקטרונים או קרן יונים קונבנציונאלית. עם זאת, תמיד יש בעיה במערכת דו-שכבתית - קרן היונים פועלת על שתי השכבות בו זמנית, גם אם יש לשנות רק שכבה אחת בבעיה.
כאשר משתמשים בקרן יונים לטיפול פני השטח, בדרך כלל כוח הפגיעה של היונים ישפיע על החומר. עם זאת, השיטה החדשה של המדענים משתמשת ביונים איטיים יחסית, בעלי מטען רב.
"כאן יש צורך להבחין בין שתי צורות שונותאֵנֶרְגִיָה. מצד אחד, ישנה אנרגיה קינטית, שתלויה במהירות שבה היונים פוגעים במשטח. מצד שני, ישנה אנרגיה פוטנציאלית, שנקבעת לפי המטען החשמלי של היונים. באלומות יונים, האנרגיה הקינטית ממלאת תפקיד מכריע, אך עבור מדענים זוהי אנרגיה פוטנציאלית שחשובה במיוחד.
יש הבדל חשוב בין שני אלהצורות אנרגיה: בעוד אנרגיה קינטית משתחררת בשתי שכבות החומר בעת חדירת מערכת שכבות, אנרגיה פוטנציאלית יכולה להתפזר בצורה מאוד לא אחידה בין השכבות.
מוליבדן דיסולפיד מגיב מאוד חזק ליונים טעונים מאוד. יון יחיד הנכנס לשכבה זו יכול להסיר עשרות או מאות אטומים מהשכבה. נותר רק חור שנראה בבירור מאוד תחת מיקרוסקופ אלקטרונים. מצד שני, שכבת הגרפן, אליה פוגע הקליע מיד לאחר ההשפעה, נותרת בעינה: רוב האנרגיה הפוטנציאלית כבר שוחררה.
ניתן להפוך את אותו ניסוי גם. יון טעון מאוד פוגע תחילה בגרפן ואז על שכבת המוליבדן דיסולפיד. במקרה זה, שתי השכבות נשארות שלמות: גרפן מספק ליון את האלקטרונים הדרושים לנטרולו החשמלי בשבריר שנייה. ניידות האלקטרונים בגרפן כה גבוהה, עד שגם נקודת הפגיעה "מתקררת" באופן מיידי. היון חוצה את שכבת הגרפן מבלי להשאיר שובל קבוע. לאחר מכן, זה כבר לא יכול לגרום נזק משמעותי לשכבת המוליבדן דיסולפיד.
זה נותן למדענים שיטה חדשה למיקודמשטחי שליטה. כעת ניתן להוסיף ננו-נקבוביות על גבי משטחים מבלי לפגוע בחומר המצע שמתחת. זה יעזור לך ליצור מבנים גיאומטריים שהיו בעבר בלתי אפשריים. ניתן ליצור "מסכות" של מוליבדן דיסולפיד, מחוררות בדיוק לפי הצורך, ועליהן מופקדים אטומי מתכת מסוימים. זה פותח אפשרויות חדשות לחלוטין לשליטה בתכונות הכימיות, האלקטרוניות והאופטיות של משטחים.
קרא גם
אסטרונומים מצאו את המקום הטוב ביותר על כדור הארץ עבור טלסקופ
ספרד ובריטניה רושמות שיא טמפרטורות גבוהות
גרמניה אוסרת קשיות פלסטיק, מכשירים וכלים חד פעמיים