L'anno scorso, I ricercatori FLEET di RMIT hanno sviluppato un nuovo metodo rivoluzionario per depositare cristalli atomicamente sottili (bidimensionali) utilizzando metalli fusi, descritto come un anticipo "una volta ogni decennio".

All'inizio di quest'anno, lo stesso team di ricerca ha ampliato il nuovo metodo da condizioni controllate a condizioni ambientali, e ha adeguatamente caratterizzato i meccanismi di crescita per i principali ossidi di stagno, che dovrebbe consentire un migliore controllo della crescita dell'ossido bersaglio.

La tecnica sviluppata all'RMIT lo scorso anno ha introdotto i metalli liquidi (a base di gallio) come ambiente di reazione di successo per la sintesi di desiderabili, ossidi atomicamente sottili che erano irraggiungibili con i metodi precedenti. È un processo così economico e semplice che potrebbe essere eseguito su un fornello da cucina da un non scienziato.

Sebbene lo studio iniziale fosse costoso, leghe appositamente progettate e un ambiente spesso strettamente controllato, quest'ultima ricerca ha confermato che i materiali 2-D di alta qualità possono essere formati in condizioni ambientali utilizzando stagno liquido più economico, semplificare la ricerca e le applicazioni future.

I ricercatori hanno anche caratterizzato per la prima volta il meccanismo di crescita, creando una "mappa stradale" di formazione e crescita dei cristalli. Tale crescita si è rivelata sorprendentemente complessa, con piccole "isole" di ossidi di stagno (SnOx) che si formano su monostrati bidimensionali perfetti di monossido di stagno (SnO), prima di addensarsi e assumere più ossigeno per diventare diossido di stagno (SnO2).

Applicazioni future

Questo semplice, Il metodo ripetibile per la crescita di cristalli 2-D di ossido di stagno può essere esteso ad altri metalli liquidi a basso punto di fusione e loro leghe.

Avendo adeguatamente caratterizzato i meccanismi di crescita, i ricercatori ritengono che dovrebbe essere possibile controllare il tasso di formazione di ossido superficiale mediante un attento controllo del contenuto di ossigeno atmosferico, e quindi controllare il numero e lo spessore degli strati di ossido e la stechiometria risultante.

Gli ossidi di stagno sono di particolare interesse come materiali 2-D. elettronicamente, possono essere semiconduttori sia di tipo p (SnO) che di tipo n (SnO2), che è di grande interesse per i progettisti di transistor ad effetto di campo (FET).

L'evoluzione degli ossidi di stagno 2-D sulla superficie dello stagno fuso è stata pubblicata in Comunicazioni chimiche nel gennaio 2018.

Lo studio è stato condotto utilizzando le strutture e le competenze dell'Australian Microscopy and Microanalysis Research Facility presso l'RMIT Microscopy &Microanalysis Facility, e il Micro Nano Research Facility presso RMIT. Il coautore Torben Daeneke ha ricevuto il sostegno del programma di ricerca del vice cancelliere dell'RMIT.