Materiały składające się z wielu ultracienkich warstw to nowy, ekscytujący obszar badań
Naukowcy zbadali połączenie grafenu idisiarczek molibdenu. Dwie warstwy materiału stykają się, a następnie przylegają do siebie pod wpływem słabych sił van der Waalsa. Grafen jest bardzo dobrym przewodnikiem, disiarczek molibdenu jest półprzewodnikiem, a to połączenie może być interesujące do produkcji nowych typów urządzeń do przechowywania - twierdzą naukowcy.
Jednak w niektórych zastosowaniach geometriaMateriał musi być specjalnie przetworzony w skali nanometrycznej - na przykład w celu zmiany właściwości chemicznych poprzez dodanie dodatkowych typów atomów lub w celu kontrolowania właściwości optycznych powierzchni. Powierzchnie można modyfikować za pomocą wiązki elektronów lub konwencjonalnej wiązki jonów. Jednak w systemie dwuwarstwowym zawsze jest problem - wiązka jonów działa na obie warstwy jednocześnie, nawet jeśli w zadaniu ma zostać zmieniona tylko jedna warstwa.
Gdy wiązka jonów jest używana do obróbki powierzchni, zwykle siła uderzenia jonów wpływa naJednak nowa metoda naukowców wykorzystuje stosunkowo powolne jony, które są wielonaładowane.
"Konieczne jest rozróżnienie między dwiema różnymi formami energii.energia kinetyczna, która zależy od prędkości, z jaką działają jonyZ drugiej strony istnieje energia potencjalna, która jest określana przez ładunek elektryczny jonów.W wiązkach jonów decydującą rolę odgrywa energia kinetyczna, ale to energia potencjalna jest szczególnie ważna dla naukowców.
Istnieje ważna różnica między tymi dwiema formami energii: podczas gdy energia kinetyczna jest uwalniana w obu warstwach materiału, gdy przenika on przez układ warstw, energia potencjalna możerozłożone bardzo nierównomiernie między warstwami.
Dwusiarczek molibdenu reaguje bardzo silniewysoko naładowane jony. Pojedynczy jon wchodzący do tej warstwy może usunąć dziesiątki lub setki atomów z warstwy. Pozostaje tylko dziura, która jest bardzo dobrze widoczna pod mikroskopem elektronowym, natomiast warstwa grafenu, w którą pocisk uderza natychmiast po uderzeniu, pozostaje nienaruszona: większość energii potencjalnej została już uwolniona.
Ten sam eksperyment można również odwrócić.Wysoko naładowany jon najpierw uderza w grafen, a następnie w warstwę dwusiarczku molibdenu. W tym przypadku obie warstwy pozostają nienaruszone: grafen w ułamku sekundy dostarcza jonowi elektrony niezbędne do zneutralizowania go elektrycznie. Ruchliwość elektronów w grafenie jest tak duża, że punkt uderzenia również natychmiast „ochładza się”. Jon przechodzi przez warstwę grafenu bez pozostawiania trwałego śladu. Po tym czasie nie może już powodować znaczących uszkodzeń warstwy dwusiarczku molibdenu.
Daje to naukowcom nową metodę kierowaniapowierzchnie sterowe. Teraz można dodawać nanopory na powierzchni bez uszkadzania materiału podłoża pod spodem. Pomoże to stworzyć struktury geometryczne, które wcześniej były niemożliwe. Można tworzyć „maski” z dwusiarczku molibdenu, perforowane dokładnie według potrzeb, na których następnie osadzają się określone atomy metalu. Otwiera to zupełnie nowe możliwości monitorowania właściwości chemicznych, elektronicznych i optycznych powierzchni.
Czytaj także
Astronomowie znaleźli najlepsze miejsce na Ziemi dla teleskopu
Hiszpania i Wielka Brytania rekordowo wysokie temperatury
Niemcy zakazują jednorazowych plastikowych słomek, urządzeń i przyborów kuchennych