Erittäin ohuita materiaalipinoja kiilteen avulla

Tutkijat ovat esitelleet uuden valmistustekniikan 2D-heterorakenteiden – vain muutaman atomin paksuisten materiaalien – erittäin puhtaaseen valmistukseen, jota voitaisiin käyttää kvanttiteknologiassa ja elektroniikassa.

Southamptonin ja Singaporen asiantuntijat sanovat, että menetelmää voitaisiin käyttää seuraavan sukupolven piirirakenteiden kehittämiseen kvanttilaskennan tutkimuksen nopeuttamiseksi.

Nykyiset valmistusmenetelmät kaksiulotteisten materiaalien rakentamiseksi perustuvat tahmeisiin synteettisiin polymeereihin atomikerrosten kokoamiseksi. Nämä kuitenkin jättävät usein jälkeensä mikroskooppisia jäämiä, jotka pilaavat pieniä piirirakenteita.

Tutkimusryhmä käytti sen sijaan luonnon mineraalia muskoviittia eli kiillettä atomaarisen ohuiden materiaalien pinoamiseen yhteen.

Heidän löydöksensä osoittivat, että sotkuisten polymeerien korvaaminen kiilteellä tekee materiaalista atomaarisesti tasaisen ja tarjoaa paremmat pinnat atomikerrosten tarkalle pinoamiselle päällekkäin.

Pääkirjoittaja, tohtori Makars Šiškins Southamptonin yliopistosta, sanoi, että uusi menetelmä tekee kokoonpanosta sekä puhtaampaa että halvempaa.

Hän lisäsi: ”Kun 2D-materiaalit, kuten grafeeni ja kuusikulmainen boorinitridi, pinotaan kerrosrakenteiksi, joissa kerrosten välinen kulma on hallittu, niillä on täysin uusia ominaisuuksia – eksoottisesta suprajohtavuudesta viritettävään magnetismiin.” "Uusi menetelmämme mahdollistaa kerrosten tarkan kohdistamisen ja näiden monimutkaisten rakenteiden luomisen, jotka olivat aiemmin liian vaikeita tehdä."

"Tämä tarkkuustaso on elintärkeää kvanttimateriaalitutkimuksessa, jossa pienikin määrä kontaminaatiota voi hämärtää tuloksia."

Singaporen kansallisen yliopiston professori Alexey Berdyugin, tutkimuksen toinen johtaja, toteaa, että atomipinojen rakentaminen ilman kontaminaatiota on nanoteknologian suuri haaste. Hän lisäsi: ”Koska kiille on epäorgaaninen kide eikä pehmeä polymeeri, se välttää monia perinteisiä menetelmiä vaivaavia kontaminaatio-ongelmia.”

Aiheesta aiemmin:

Entistä tehokkaampia dielektrisiä kondensaattoreita

Perovskiitistä materiaali laaksotroniikalle

Uusi tekniikka hätistelee piin asemaa