Materialer som består av flere ultratynne lag er et spennende nytt forskningsområde.
Forskere har undersøkt en kombinasjon av grafen ogmolybden disulfid. To lag med materiale kommer i kontakt og fester seg deretter til hverandre under påvirkning av svake van der Waals-krefter. Grafen er en veldig god leder, molybden disulfid er en halvleder, og denne kombinasjonen kan være interessant for produksjon av nye typer lagringsenheter, sier forskere.
Imidlertid, for visse applikasjoner, geometrienmaterialet må behandles spesielt i nanometerskala - for eksempel for å endre kjemiske egenskaper ved å tilsette flere typer atomer eller for å kontrollere de optiske egenskapene til en overflate. Overflater kan modifiseres ved hjelp av en elektronstråle eller konvensjonell ionestråle. I et to-lagssystem er det imidlertid alltid et problem - ionstrålen virker på begge lag samtidig, selv om det i problemet er verdt å endre bare ett lag.
Når en ionestråle brukes til overflatebehandling, vil vanligvis ionenes slagkraft påvirke materialet. Imidlertid bruker forskernes nye metode relativt langsomme ioner som er flerdobbelt ladet.
«Her er det nødvendig å skille mellom to ulike formerenergi. På den ene siden er det kinetisk energi, som avhenger av hastigheten som ionene påvirker overflaten med. På den annen side er det potensiell energi, som bestemmes av den elektriske ladningen til ionene. I ionestråler spiller kinetisk energi en avgjørende rolle, men for forskere er det potensiell energi som er spesielt viktig.
Det er en viktig forskjell mellom disse toenergiformer: mens kinetisk energi frigjøres i begge lagene av et materiale når de trenger inn i et lagsystem, kan potensiell energi fordeles svært ujevnt mellom lagene.
Molybden disulfid reagerer veldig sterkt påhøyt ladede ioner. Et enkelt ion som kommer inn i dette laget kan fjerne titalls eller hundrevis av atomer fra laget. Bare et hull gjenstår, som er veldig tydelig synlig under et elektronmikroskop. På den annen side forblir grafenlaget som prosjektilet treffer umiddelbart etter støt, intakt: mesteparten av den potensielle energien er allerede frigitt.
Det samme eksperimentet kan også reverseres. Det sterkt ladede ionet treffer først grafen og deretter på molybden-disulfidlaget. I dette tilfellet forblir begge lag intakte: grafen gir ionet elektronene som er nødvendige for å elektrisk nøytralisere det i en brøkdel av et sekund. Elektronmobiliteten i grafen er så høy at påvirkningspunktet også umiddelbart "avkjøles". Jonet krysser grafenlaget uten å etterlate et permanent spor. Etter det kan det ikke lenger forårsake betydelig skade på molybden-disulfidlaget.
Dette gir forskere en ny metode for målrettetkontrollflater. Nå er det mulig å legge nanoporer på overflaten uten å skade underlagsmaterialet under. Dette vil hjelpe deg med å lage geometriske strukturer som tidligere var umulige. Du kan lage "masker" av molybdendisulfid, perforert nøyaktig som ønsket, hvor visse metallatomer deretter blir avsatt. Dette åpner for helt nye muligheter for å overvåke de kjemiske, elektroniske og optiske egenskapene til overflater.
Les også
Astronomer har funnet det beste stedet på jorden for et teleskop
Spania og Storbritannia har rekordhøye temperaturer
Tyskland forbyr engangsplaststrå, apparater og redskaper