Yllättäviä kaksiulotteisia

Ryhmä tiedemiehiä Yhdysvaltain energiaministeriön (DOE) Argonne National Laboratorystä, Northwestern Universitystä ja Stony Brook Universitystä ovat luoneet kokonaisen kaksiulotteisen arkin booria eli borofeeniä.

Borofeeni osoittaa nanomittakaavassa monia metallimaisia ominaisuuksia, vaikka kolmiulotteisena aineena boori on ei-metallinen ja puolijohtava.

Koska borofeeni on sekä metallinen että atomisesti ohut, siihen sisältyy lupaavia mahdollisia sovelluksia elektroniikasta aurinkosähköön, toteaa kokeiluja johtanut Argonnen nanotieteilijä Nathan Guisinger.

Kun muut kaksiulotteiset materiaalit esiintyvät enemmän tai vähemmän tasaisina borofeeni muistuttaa enemmän aaltopahvia. Tästä anisotropiasta, johtuen sen mekaaniset tai elektroniset ominaisuudet - kuten sähkönjohtavuus - tulee suunnatusti riippuvaiseksi.

Borofeenin ominaisuuksien teoreettisten ennusteiden pohjalta, tutkijat pitävät todennäköisenä, että sillä on suurempi vetolujuus kuin millä tahansa muulla tunnetulla materiaalilla.

Tutkijat kasvattivat borofeeniä hopealle koska boori ja hopea osoittautuivat reagoimattomiksi toistensa kanssa. Seuraavaksi aiheesta kilpailevat tutkijat suuntaavat tarmonsa alumiinin saamiseksi kaksiulotteiseen muotoon.

Kaksiulotteiset materiaalit tuottavat myös erikoisia yllätyksiä. Jokunen vuosi sitten Luxemburgin yliopiston tutkijat teoretisoivat, että grafeenin ja polymeerin yhdistelmä ei lisääkään materiaalin johtavuutta siten kuin esimerkiksi polymeerien ja hiilinanoputkien yhdistelmässä. Tämä yllättävä johtopäätös kyseenalaisti grafeenin käytön johtavuuden lisäämiseksi.

Nyt käytännön kokeissa on selvinnyt, että syntynyt yhdistelmä onkin ns high-K eristettä. Sen merkittävät dielektriset ominaisuudet tarkoittavat, että tällaiseen muoviyhdistelmän sisään voidaan tuottaa voimakas sähkökenttä, mikä on tehokkaiden kondensaattoreiden perusominaisuus.

Aiheesta aiemmin:

Uusia kaksiulotteisia

Transistoreita kaksiulotteisesta piistä

Elektroniikan kaksiulotteinen tulevaisuus