Büyük, temiz 2B malzemeler üretmek artık çok kolay: sadece KISS

01 Haz 2023 (Nanowerk Haberleri) Grafitin iki boyutlu formunun keşfinden bu yana (buna denir) grafen) neredeyse yirmi yıl önce ilgi 2D malzemeler with their special physical properties has skyrocketed. Famously, graphene was produced by exfoliating bulk graphite using sticky tape. Although it was good enough for a Nobel Prize, this method has its drawbacks. An international team of surface scientists has now developed a simple method to produce large and very clean 2D samples from a range of materials using three different substrates.
Their method, kinetic yerinde tek katmanlı sentez (KISS) dergide anlatıldı İleri Bilim (“In situ exfoliation method of large-area 2D materials”). KISS pul pul dökülme ve fotoemisyon deneyinin sanatsal tasviri. Substrat ile daha güçlü etkileşim nedeniyle 2D malzeme ana kristalden ayrılır. UV ışığı, arka planda görüldüğü gibi, elektronik bantların doğrudan görüntülenmesi yoluyla elektronik yapının incelenmesine olanak tanıyan elektronları foto-yaymak için kullanılır. (Resim: Antonija Grubišić-Čabo ve Dina Maniar, Groningen Üniversitesi)
2D malzemeler, dökme malzemelerle paylaşılmayan fiziksel özelliklere sahiptir. Yük taşıyıcılarının hapsedilmesi bunun bir nedenidir. Bu 2 boyutlu malzemeleri üretmenin iki yolu vardır: daha büyük bir kristali pul pul dökmek veya 2 boyutlu bir katmanı büyütmek. Pul pul dökülme, daha büyük bir kristalin katmanlarını, geriye tek bir katman kalana kadar soymak anlamına gelir.
Groningen Üniversitesi'nden (Hollanda) yüzey bilimcisi ve araştırmanın ilk yazarı Antonija Grubišić-Čabo, 'Bu süreç zaman alıyor ve özel beceri ve ekipman gerektiriyor' diyor. İleri Bilim kağıt. 'Ayrıca, kullanılan yapışkan bant polimerlerin yüzeylerinde kalmasına neden olurken, sıklıkla çok küçük pulcuklara neden olur.'
2D filmlerin büyütülmesi başka bir yaklaşımdır. Bu, kontrollü koşullar altında büyük numunelerin üretilmesine olanak sağlar. 'Ancak, bu tür 2 boyutlu malzemelerin nasıl yetiştirileceğini çözmek genellikle çok zaman alıyor. Ve süreç her zaman mükemmel bir katmanla sonuçlanmıyor' diyor Grubišić-Čabo. Son yazar Maciej Dendzik ile birlikte, birçoğu daha önce Aarhus Üniversitesi'nde (Danimarka) doktora öğrencisi olarak birlikte çalışmış olan meslektaşlarından oluşan bir 'rüya ekibi'ni 2 boyutlu malzemelerin üretimi için basit bir teknik geliştirmek üzere bir araya getirdi.
'Dökme malzemeyi pul pul dökmek için altın filmlerin kullanıldığı bazı deneyleri biliyorduk. Ancak bunlar çoğunlukla havada gerçekleştirildi, bu da bu tekniğin havaya duyarlı malzemeler veya yüzey bilimi araştırmaları için pek uygun olmadığı anlamına geliyor.' Ekip, çeşitli alt tabakalar üzerinde havaya duyarlı 2 boyutlu malzemelerin üretilmesine olanak sağlayacak bir teknik istiyordu. İlk denemelerinde yüksek vakumlu bir odada altın kristali kullandılar. 'Temel olarak kristali toplu malzemenin üzerine çarptık ve altına güzel bir 2 boyutlu katmanın yapıştığını keşfettik.' Bunun neden olduğu henüz belli değil ancak ekip, altınla olan bağın, toplu kristaldeki katmanları bir arada tutan Van der Waals kuvvetinden daha güçlü olduğundan şüpheleniyor. Bu görüntü kinetik yerinde tek katmanlı sentezin (KISS) kurulumunu göstermektedir. Dökme malzeme, darbeyi düzenlemek için yaylı bir numune tutucunun üzerine yerleştirilir (sarı ok). Daha sonra altın kristale (mavi okun altındaki biraz daha parlak halka) doğru bastırılır. Serbest bırakıldıktan sonra altın alt tabakaya 2 boyutlu bir katman eklenecek. (Resim: Antonija Grubišić-Čabo, Groningen Üniversitesi)
Bu ilk deneyi temel alarak, sahneye amortisör görevi gören ve böylece altın kristalin etkisinin daha iyi kontrol edilmesini sağlayan dökme malzemeli bir yay eklediler. Ayrıca ekip, hem gümüşün hem de yarı iletken germanyumun 2 boyutlu malzemeleri soymak için alt tabaka olarak kullanılabileceğini gösterdi.
'Altın kristalleri, örneğin aletlerin kalibrasyonunda kullanıldıkları yüzey bilimi laboratuvarlarında standart bir özelliktir. Bilim adamları bu kristallere zarar vermekten hoşlanmazlar ancak bu deneylerde bu gerçekleşmedi' diyor Grubišić-Čabo. 'Ve o zamandan beri protokolü tek kristal altın ince filmler kullanacak şekilde değiştirdik. Bu, hava veya sıvı içinde stabil olduğu sürece 2 boyutlu numuneyi izole edebilmemiz için altını çözebilme avantajına da sahiptir.'
Bu izole edilmiş örnekler bir sonraki aşamada kullanılabilir: KISS tekniği kullanılarak üretilecek 2 boyutlu malzemelerden cihazlar oluşturmak. Grubišić-Čabo, 'Bu henüz mümkün değil ama üzerinde çalışıyoruz' diyor. 'Dolayısıyla elimizde çok temiz, büyük 2 boyutlu numuneleri çok basit bir şekilde üretme tekniği var; bu da havaya duyarlı 2 boyutlu malzemeler oluşturmamıza olanak sağlıyor. Ayrıca tekniğimizde hemen hemen her yüzey bilimi laboratuvarında bulunan standart ekipmanlar kullanılmaktadır.'

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoAiStream. Web3 Veri Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• Adryenn Ashley ile Geleceği Basmak. Buradan Erişin.
• PREIPO® ile PRE-IPO Şirketlerinde Hisse Al ve Sat. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63092.php