Materiāli, kas sastāv no vairākiem īpaši plāniem slāņiem, ir aizraujoša jauna pētniecības joma.
Zinātnieki ir izpētījuši grafēna unmolibdēna disulfīds. Abi materiāla slāņi saskaras un pēc tam pieķeras viens otram vāju van der Waals spēku ietekmē. Grafēns ir ļoti labs vadītājs, molibdēna disulfīds ir pusvadītājs, un šī kombinācija varētu būt interesanta jauna veida uzglabāšanas ierīču ražošanai, norāda zinātnieki.
Tomēr dažiem lietojumiem ģeometrijaMateriāls ir īpaši jāapstrādā nanometru skalā, piemēram, lai mainītu ķīmiskās īpašības, pievienojot papildu atomu veidus, vai lai kontrolētu virsmas optiskās īpašības. Virsmas var modificēt, izmantojot elektronu staru vai parasto jonu staru. Tomēr divslāņu sistēmā vienmēr pastāv problēma - jonu stars vienlaikus iedarbojas uz abiem slāņiem, pat ja uzdevumā ir jāmaina tikai viens slānis.
Ja virsmas apstrādei izmanto jonu staru, parasti jonu trieciena spēks ietekmēs materiālu. Tomēr zinātnieku jaunajā metodē tiek izmantoti salīdzinoši lēni joni, kas ir daudzkārt uzlādēti.
“Šeit ir jānošķir divas dažādas formasenerģiju. No vienas puses, ir kinētiskā enerģija, kas ir atkarīga no ātruma, ar kādu joni iedarbojas uz virsmu. No otras puses, ir potenciālā enerģija, ko nosaka jonu elektriskais lādiņš. Jonu staros noteicošā loma ir kinētiskajai enerģijai, bet zinātniekiem tā ir potenciālā enerģija, kas ir īpaši svarīga.
Starp šiem diviem ir būtiska atšķirībaenerģijas formas: kamēr kinētiskā enerģija izdalās abos materiāla slāņos, iekļūstot slāņu sistēmā, potenciālā enerģija starp slāņiem var tikt sadalīta ļoti nevienmērīgi.
Molibdēna disulfīds ļoti spēcīgi reaģē uzļoti uzlādēti joni. Viens jons, kas nonāk šajā slānī, no slāņa var noņemt desmitiem vai simtiem atomu. Paliek tikai caurums, kas ir ļoti skaidri redzams zem elektronu mikroskopa.No otras puses, grafēna slānis, kurā lādiņš trāpa uzreiz pēc trieciena, paliek neskarts: lielākā daļa potenciālās enerģijas jau ir atbrīvota.
To pašu eksperimentu var arī mainīt.Augsti uzlādēts jons vispirms skar grafēnu un pēc tam molibdēna disulfīda slāni. Šajā gadījumā abi slāņi paliek neskarti: grafēns nodrošina jonu ar elektroniem, kas nepieciešami, lai to daļēji sekundes laikā elektriski neitralizētu. Elektronu mobilitāte grafēnā ir tik augsta, ka trieciena punkts arī uzreiz “atdziest”. Jons šķērso grafēna slāni, neatstājot pastāvīgu taku. Pēc tam tas vairs nevar nodarīt būtisku kaitējumu molibdēna disulfīda slānim.
Tas dod zinātniekiem jaunu mērķtiecīgu metodivadības virsmas. Tagad uz virsmas ir iespējams pievienot nanoporas, nesabojājot substrāta materiālu zem tā. Tas palīdzēs izveidot ģeometriskas struktūras, kas iepriekš nebija iespējamas. Jūs varat izveidot "maskas" no molibdēna disulfīda, kas ir perforēts tieši tā, kā vēlaties, un pēc tam tiek noglabāti noteikti metāla atomi. Tas paver pilnīgi jaunas iespējas virsmas ķīmisko, elektronisko un optisko īpašību uzraudzībai.
Lasīt arī
Astronomi ir atraduši labāko vietu uz Zemes teleskopam
Spānijā un Lielbritānijā rekordaugsta temperatūra
Vācija aizliedz vienreizlietojamus plastmasas salmiņus, ierīces un piederumus