นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้ที่จะเจาะพื้นผิวในระดับอะตอม

วัสดุที่ประกอบด้วยชั้นบางเฉียบหลายชั้นถือเป็นงานวิจัยใหม่ที่น่าตื่นเต้น

วัสดุ.เนื่องจากกราฟีนวัสดุประสิทธิภาพสูงซึ่งประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนเพียงชั้นเดียวถูกสร้างขึ้นครั้งแรก วัสดุฟิล์มบางใหม่ๆ จำนวนมากจึงได้รับการพัฒนา ซึ่งมักจะมีคุณสมบัติใหม่ที่น่ามีแนวโน้ม

นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบกราฟีนและโมลิบดีนัมซัลไฟด์ วัสดุสองชั้นสัมผัสกันและจากนั้นก็เกาะติดกันภายใต้อิทธิพลของกองกำลังแวนเดอร์วาลส์ที่อ่อนแอ กราฟีนเป็นตัวนำที่ดีมากโมลิบดีนัมซัลไฟด์เป็นสารกึ่งตัวนำและการรวมกันนี้น่าสนใจสำหรับการผลิตอุปกรณ์เก็บข้อมูลชนิดใหม่

อย่างไรก็ตามสำหรับแอปพลิเคชั่นบางอย่างรูปทรงเรขาคณิตวัสดุจะต้องถูกประมวลผลเป็นพิเศษในระดับนาโนเมตร - ตัวอย่างเช่นเพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีโดยการเพิ่มอะตอมประเภทเพิ่มเติมหรือเพื่อควบคุมคุณสมบัติทางแสงของพื้นผิว พื้นผิวสามารถแก้ไขได้โดยใช้ลำแสงอิเล็กตรอนหรือลำแสงไอออนทั่วไป อย่างไรก็ตามในระบบสองชั้นมีปัญหาเสมอ - ลำแสงไอออนทำหน้าที่ทั้งสองชั้นพร้อมกันแม้ว่าในปัญหาจะมีมูลค่าการเปลี่ยนแปลงเพียงชั้นเดียวเท่านั้น

เมื่อใช้ลำแสงไอออนในการปรับสภาพพื้นผิว โดยปกติแล้วแรงกระแทกของไอออนจะส่งผลต่อวัสดุ อย่างไรก็ตาม วิธีการใหม่ของนักวิทยาศาสตร์ใช้ไอออนที่ค่อนข้างช้าและมีประจุเพิ่มขึ้น

“ในที่นี้จำเป็นต้องแยกแยะระหว่างสองรูปแบบที่แตกต่างกันพลังงาน. ในด้านหนึ่ง มีพลังงานจลน์ซึ่งขึ้นอยู่กับความเร็วที่ไอออนกระทบกับพื้นผิว ในทางกลับกัน มีพลังงานศักย์ซึ่งถูกกำหนดโดยประจุไฟฟ้าของไอออน ในลำแสงไอออน พลังงานจลน์มีบทบาทชี้ขาด แต่สำหรับนักวิทยาศาสตร์ พลังงานศักย์มีความสำคัญอย่างยิ่ง

มีความแตกต่างที่สำคัญระหว่างทั้งสองรูปแบบของพลังงาน: ในขณะที่พลังงานจลน์ถูกปล่อยออกมาในทั้งสองชั้นของวัสดุเมื่อเจาะระบบชั้นพลังงาน พลังงานศักย์สามารถกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอระหว่างชั้นต่างๆ ได้

โมลิบดีนัมซัลไฟด์ทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับไอออนที่มีประจุสูง ไอออนเดียวที่เข้ามาในชั้นนี้สามารถลบอะตอมออกจากชั้นได้หลายสิบหรือหลายร้อย มีเพียงหลุมเดียวเท่านั้นที่สามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจนภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนในขณะที่ชั้น graphene ซึ่งกระสุนปืนพุ่งชนทันทีหลังจากเกิดการกระแทก

การทดสอบเดียวกันสามารถย้อนกลับได้ ไอออนที่มีประจุสูงจะกระทบกับแกรฟีนก่อนแล้วจึงไปสู่ชั้นซัลไฟด์โมลิบดีนัม ในกรณีนี้ทั้งสองชั้นยังคงสภาพเหมือนเดิม: กราฟีนให้ไอออนกับอิเล็กตรอนที่จำเป็นในการทำให้เป็นกลางทางไฟฟ้าภายในเสี้ยววินาที การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในกราฟีนนั้นสูงมากจนจุดกระทบก็จะ“ เย็นลง” ทันที ไอออนเคลื่อนที่ผ่านชั้น graphene โดยไม่ทิ้งร่องรอยถาวรไว้ หลังจากนั้นจะไม่สามารถสร้างความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญต่อชั้นซัลไฟด์โมลิบดีนัมอีกต่อไป

สิ่งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์มีวิธีการใหม่ในการกำหนดเป้าหมายพื้นผิวควบคุม ตอนนี้คุณสามารถเพิ่มนาโนพอร์บนพื้นผิวได้โดยไม่ทำลายวัสดุพื้นผิวด้านล่าง สิ่งนี้จะช่วยให้คุณสร้างโครงสร้างทางเรขาคณิตที่ก่อนหน้านี้เป็นไปไม่ได้ คุณสามารถสร้าง "มาสก์" ของโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์โดยเจาะรูตรงตามที่ต้องการเพื่อที่จะสะสมอะตอมของโลหะบางชนิด สิ่งนี้เปิดโอกาสใหม่ ๆ อย่างสมบูรณ์ในการตรวจสอบคุณสมบัติทางเคมีอิเล็กทรอนิกส์และทางแสงของพื้นผิว

อ่านยัง

นักดาราศาสตร์พบที่ที่ดีที่สุดในโลกสำหรับกล้องโทรทรรศน์

สเปนและสหราชอาณาจักรบันทึกอุณหภูมิสูง

เยอรมนีห้ามหลอดพลาสติกที่ใช้แล้วทิ้งเครื่องใช้และเครื่องใช้