Nanotechnology Now - Comunicato stampa: Prima acquisizione di immagini dirette di piccoli ammassi di gas nobili a temperatura ambiente: nuove opportunità nella tecnologia quantistica e nella fisica della materia condensata aperte da atomi di gas nobile confinati tra strati di grafene

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Xenon nanoclusters between two graphene layers, with sizes between two and ten atoms.

CREDITO
Manuel Längle

Abstract:
Per la prima volta, gli scienziati sono riusciti a stabilizzare e creare immagini dirette di piccoli gruppi di atomi di gas nobili a temperatura ambiente. Questo risultato apre interessanti possibilità per la ricerca fondamentale nella fisica della materia condensata e per le applicazioni nella tecnologia dell’informazione quantistica. La chiave di questa svolta, raggiunta dagli scienziati dell’Università di Vienna in collaborazione con i colleghi dell’Università di Helsinki, è stata il confinamento degli atomi di gas nobile tra due strati di grafene. Questo metodo supera la difficoltà che i gas nobili non formano strutture stabili in condizioni sperimentali a temperatura ambiente. I dettagli del metodo e le prime immagini al microscopio elettronico di strutture di gas nobili (kripton e xeno) sono stati ora pubblicati su Nature Materials.

Prima immagine diretta di piccoli cluster di gas nobili a temperatura ambiente: nuove opportunità nella tecnologia quantistica e nella fisica della materia condensata aperte da atomi di gas nobili confinati tra strati di grafene

Vienna, Austria | Pubblicato il 12 gennaio 2024

Una nobile trappola

Il gruppo di Jani Kotakoski dell'Università di Vienna stava studiando l'uso dell'irradiazione ionica per modificare le proprietà del grafene e di altri materiali bidimensionali quando hanno notato qualcosa di insolito: quando vengono utilizzati gas nobili per irradiare, possono rimanere intrappolati tra due fogli di grafene . Ciò accade quando gli ioni di gas nobile sono abbastanza veloci da passare attraverso il primo ma non il secondo strato di grafene. Una volta intrappolati tra gli strati, i gas nobili sono liberi di muoversi. Questo perché non formano legami chimici. Tuttavia, per accogliere gli atomi di gas nobile, il grafene si piega per formare minuscole sacche. Qui, due o più atomi di gas nobile possono incontrarsi e formare nanocluster di gas nobili bidimensionali regolari, densamente imballati.

Divertimento con il microscopio

“Abbiamo utilizzato la microscopia elettronica a trasmissione per osservare questi ammassi e sono davvero affascinanti e molto divertenti da guardare. Ruotano, saltano, crescono e si restringono come li immaginiamo”, afferma Manuel Längle, autore principale dello studio. “Portare gli atomi tra gli strati è stata la parte più difficile del lavoro. Ora che abbiamo raggiunto questo obiettivo, disponiamo di un sistema semplice per studiare i processi fondamentali legati alla crescita e al comportamento materiale”, aggiunge. Commentando il futuro lavoro del gruppo, Jani Kotakoski afferma: “I prossimi passi saranno studiare le proprietà dei cluster con diversi gas nobili e come si comportano a basse e alte temperature. Grazie all’uso di gas nobili nelle sorgenti luminose e nei laser, queste nuove strutture potrebbero in futuro consentire applicazioni, ad esempio nella tecnologia dell’informazione quantistica”.

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Contatti:
Contatto per i media

Alessandra Frey
Università di Vienna
Ufficio: 01-4277
Contatto esperto

Manuel Längle, MSc
Università di Vienna
Office: +43-1-4277-728 37

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