Lähes täydellisiä rajapintoja

17.03.2017

NW-Borofeenin-potentiaalia-300.jpgReilu vuosi sitten, borofeenia ei edes ollut olemassa. Northwestern Engineeringin ja Argonne National Laboratoryn ryhmä löysi materiaalin joulukuussa 2015.

Borofeeni on kaksiulotteinen, metallinen boori alkuaine, jota käytetään yleisesti lasikuidussa. Vaikka borofeeniin sisältyy lupaavia mahdollisia sovelluksia aina elektroniikasta aurinkokennoihin, näitä sovelluksia ei voida saavuttaa ennen kuin borofeenia on integroitu muihin materiaaleihin.

Nyt Northwestern Engineeringin ryhmä, jota johti Mark Hersam, on tehnyt harppauksen, ymmärtääkseen sen monimutkaista kemiaa ja realisoidakseen sen elektronista potentiaalia.

Näin ryhmä varsin yllättäen onnistui saamaan aikaan etsittyä integraatiota.

Koska borofeenia ei löydy luonnossa, tutkijoiden on kasvatettava sitä laboratoriossa esimerkiksi syntetisoimalla se arkille hopeaa. Hersamin ryhmä saosti orgaanista materiaalia (perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride) borofeenin päälle, tarkoituksena yrittää yhdistää nämä kaksi materiaalia.

Se mitä tapahtui seuraavaksi, oli yllätys. Orgaaninen aine, jonka tiedetään itsejärjestyvän mille tahansa materiaalille, siirtyi sen sijaan hopea-arkkiin.

Tuloksena oli itsekoostuva yksikerroksinen orgaaninen materiaali heti borofeenin vieressä, muodostaen niiden välille lähes täydellisen rajapinnan. Hyvin kontrolloituja rajapinnat erillisten materiaalien välillä mahdollistavat integroidut piirit, kuten diodit ja valosähkökomponentit.

Hersamin yllättävä tekniikka ohittaa tyypillisen haasteen luoda terävä rajapinta - saada materiaaleja koskettamaan muttei sekoittumaan.

Seuraava haaste on siirtää borofeenia pois hopealta ja sijoittaa inertin alustan päälle, joka ei häiritse sen elektronisia ominaisuuksia.

"Borofeeni on ainutlaatuinen kyvyssään muodostaa äkillisiä rajapintoja itseasentumisen kautta" toteaa Hersam yliopistonsa tiedotteessa.

Aiheesta aiemmin

Yllättäviä kaksiulotteisia

27.03.2017Valopulsseja valon nopeille tietokoneille
25.03.2017Avaruudellista kuormalavahallintaa
24.03.2017Kvantti-ilmiötä puolijohdepaketeissa
23.03.2017Yhden molekyylin kytkin
22.03.2017Perovskiittikuitua akuille ja elektrolyysiin
21.03.2017Vaihtoehto grafeenille
20.03.2017Kaksisuuntaisesti useilla kaistoilla
18.03.2017Uudenlainen 3D-valmistus
17.03.2017Lähes täydellisiä rajapintoja
16.03.2017Ennätysmäisiä bittitallenteita

Siirry arkistoon »