En una colaboración entre el Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU. Y la Northeastern University, los científicos han desarrollado un modelo para predecir la forma de los nanocristales metálicos o "islas" intercaladas entre o debajo de materiales bidimensionales 2D como el grafeno.mueve los materiales cuánticos 2D un paso más cerca de las aplicaciones en electrónica.
Los científicos del Laboratorio de Ames son expertos en materiales 2D, y recientemente descubrieron una combinación de cobre y grafito, la primera de su tipo, producida al depositar cobre sobre grafito bombardeado con iones a alta temperatura y en un ambiente de vacío ultra alto.una distribución de islas de cobre, incrustadas debajo de una "manta" ultra delgada que consiste en unas pocas capas de grafeno.
"Debido a que estas islas de metal pueden servir potencialmente como contactos eléctricos o disipadores de calor en aplicaciones electrónicas, su forma y cómo alcanzan esa forma son piezas importantes de información para controlar el diseño y la síntesis de estos materiales", dijo Pat Thiel, un AmesCientífico de laboratorio y profesor distinguido de Química y Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Universidad Estatal de Iowa.
Los científicos del Laboratorio de Ames utilizaron microscopía de túnel de barrido para medir minuciosamente las formas de más de cien islas de cobre a escala nanométrica. Esto proporcionó la base experimental para un modelo teórico desarrollado conjuntamente por investigadores del Departamento de Ingeniería Mecánica e Industrial de la Universidad Northeastern y en AmesLaboratorio. El modelo sirvió para explicar los datos extremadamente bien. La única excepción, con respecto a las islas de cobre de menos de 10 nm de altura, será la base para futuras investigaciones.
"Nos encanta ver aplicada nuestra física, y esta fue una hermosa manera de aplicarla", dijo Scott E. Julien, candidato a doctorado, en Northeastern. "Pudimos modelar la respuesta elástica del grafeno comocubre las islas de cobre y lo usa para predecir las formas de las islas ".
El trabajo mostró que la capa superior de grafeno resiste la presión hacia arriba ejercida por la creciente isla de metal. En efecto, la capa de grafeno se aprieta hacia abajo y aplana las islas de cobre. Tener en cuenta estos efectos, así como otras energías clave, conduce a lo inesperadopredicción de una forma universal o independiente del tamaño de las islas, al menos para islas suficientemente grandes de un metal determinado.
"Este principio también debería funcionar con otros metales y otros materiales en capas", dijo la asistente de investigación, Ann Lii-Rosales. "Experimentalmente queremos ver si podemos usar la misma receta para sintetizar metales con otros tipos de materiales en capas conresultados predecibles "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Ames . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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