Fogli di materiali sottilissimi, noti come materiali bidimensionali (2D), hanno suscitato un notevole interesse grazie alle loro proprietà uniche e alle potenziali applicazioni in vari campi. Tuttavia, controllare la crescita e le proprietà di questi materiali è stato un compito impegnativo.

Ora, i ricercatori dell’Università di Manchester hanno dimostrato un nuovo metodo per coltivare materiali 2D su substrati a forma di cono appositamente progettati, che consente un controllo preciso sulla formazione e sulle proprietà dei difetti nel materiale.

Il team, guidato dal professor Sir Kostya Novoselov, ha utilizzato una tecnica di deposizione chimica da fase vapore (CVD) per coltivare nitruro di boro esagonale (h-BN) su substrati a forma di cono costituiti da biossido di silicio. Controllando attentamente le condizioni di crescita, sono riusciti a ottenere una copertura uniforme e conforme di h-BN sui coni, con la densità e la distribuzione dei difetti desiderate.

I ricercatori hanno scoperto che il substrato a forma di cono favorisce la formazione di tipi specifici di difetti, come fori triangolari ed esagonali, sopprimendo al contempo la formazione di altri tipi di difetti. Questo controllo sulla formazione dei difetti è fondamentale per ottimizzare le proprietà dei materiali 2D per applicazioni specifiche.

La capacità di controllare i difetti nei materiali 2D è importante per diversi motivi. I difetti possono influenzare le proprietà elettriche, ottiche e meccaniche del materiale e possono anche fungere da siti di nucleazione per ulteriori difetti. Controllando la densità e la distribuzione dei difetti, i ricercatori possono personalizzare le proprietà dei materiali 2D per applicazioni specifiche.

Ad esempio, nel caso dell'h-BN, il controllo dei difetti è importante per migliorarne le proprietà isolanti, cruciali per il suo utilizzo nei dispositivi elettronici. Riducendo la densità dei difetti, i ricercatori sono riusciti a migliorare significativamente le proprietà isolanti dell'h-BN coltivato su substrati a forma di cono.

Il nuovo metodo sviluppato dai ricercatori di Manchester fornisce un potente strumento per controllare la crescita e le proprietà dei materiali 2D, che potrebbe aprire nuove possibilità per lo sviluppo di dispositivi elettronici, optoelettronici e meccanici avanzati.