Materiály, ktoré pozostávajú z viacerých ultratenkých vrstiev, sú vzrušujúcou novou oblasťou výskumu
Vedci skúmali kombináciu grafénu adisulfid molybdénu. Dve vrstvy materiálu prichádzajú do styku a potom sa navzájom priľnú pod vplyvom slabých van der Waalsových síl. Grafén je veľmi dobrý vodič, disulfid molybdénu je polovodič a táto kombinácia by mohla byť podľa vedcov zaujímavá pre výrobu nových typov pamäťových zariadení.
Pre určité aplikácie však geometriaMateriál musí byť špeciálne spracovaný v nanometrovom meradle - napríklad na zmenu chemických vlastností pridaním ďalších typov atómov alebo na kontrolu optických vlastností povrchu. Povrchy je možné upravovať pomocou elektrónového lúča alebo konvenčného iónového lúča. V dvojvrstvovom systéme však vždy existuje problém - iónový lúč pôsobí na obe vrstvy súčasne, aj keď sa má v probléme meniť iba jedna vrstva.
Keď sa na povrchovú úpravu používa iónový lúč, zvyčajne nárazová sila iónov ovplyvní materiál. Nová metóda vedcov však využíva relatívne pomalé ióny, ktoré sú viacnásobne nabité.
„Tu je potrebné rozlišovať medzi dvoma rôznymi formamienergie. Na jednej strane je kinetická energia, ktorá závisí od rýchlosti dopadu iónov na povrch. Na druhej strane existuje potenciálna energia, ktorá je určená elektrickým nábojom iónov. V iónových lúčoch hrá rozhodujúcu úlohu kinetická energia, no pre vedcov je dôležitá najmä potenciálna energia.
Medzi týmito dvoma je dôležitý rozdielformy energie: zatiaľ čo kinetická energia sa pri prenikaní systémom vrstiev uvoľňuje v oboch vrstvách materiálu, potenciálna energia môže byť medzi vrstvami rozdelená veľmi nerovnomerne.
Sulfid molybdénu reaguje veľmi silno navysoko nabité ióny. Jediný ión vstupujúci do tejto vrstvy môže odstrániť z vrstvy desiatky alebo stovky atómov. Zostáva iba otvor, ktorý je veľmi dobre viditeľný pod elektrónovým mikroskopom, na druhej strane grafénová vrstva, do ktorej projektil zasiahne ihneď po dopade, zostáva nedotknutá: väčšina potenciálnej energie už bola uvoľnená.
Rovnaký experiment možno tiež zvrátiť. Vysoko nabitý ión najskôr dopadne na grafén a potom na vrstvu disulfidu molybdénu. V tomto prípade zostanú obe vrstvy nedotknuté: grafén poskytuje iónu elektróny potrebné na jeho elektrickú neutralizáciu za zlomok sekundy. Mobilita elektrónov v graféne je taká vysoká, že sa bod nárazu tiež okamžite „ochladí“. Ión prechádza grafénovou vrstvou bez toho, aby zanechal trvalú stopu. Potom už nemôže spôsobiť významné poškodenie vrstvy disulfidu molybdénu.
To dáva vedcom novú metódu zameraniariadiace plochy. Teraz je možné pridávať nanopóry na povrch bez poškodenia podkladového materiálu. To vám pomôže vytvoriť geometrické štruktúry, ktoré boli predtým nemožné. Môžete vytvoriť „masky“ disulfidu molybdénu perforované presne podľa potreby, na ktoré sa potom ukladajú určité atómy kovu. To otvára úplne nové možnosti monitorovania chemických, elektronických a optických vlastností povrchov.
Prečítajte si tiež
Astronómovia našli najlepšie miesto na Zemi pre ďalekohľad
Španielsko a Veľká Británia zaznamenávajú rekordné vysoké teploty
Nemecko zakazuje jednorazové plastové slamky, prístroje a náčinie