Illustrazione schematica delle strutture di nanofoglio per Ca 2 Nb 3 oh 10 -, Ti 0.87 oh 2 0,52 -, e MoO 2 ? − nanofogli e corrispondenti piani cristallini di SrTiO 3 .
I cristalli bidimensionali molecolarmente sottili possono alleviare le restrizioni di corrispondenza reticolare della crescita del film sottile cristallino epitassiale, come riportato da ricercatori in Giappone.
La crescita epitassiale è diventata sempre più importante per la crescita di film sottili cristallini con elettronica su misura, proprietà ottiche e magnetiche per applicazioni tecnologiche. Però, l'approccio è limitato dalle elevate somiglianze strutturali richieste tra un substrato sottostante e uno strato di cristallo in crescita sopra di esso. Takayoshi Sasaki e colleghi dell'International Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA) e dell'Università di Tokyo in Giappone dimostrano come l'utilizzo di materiali bidimensionali possa estendere la versatilità delle tecniche di crescita epitassiale.
Nel 1984, Il prof. Koma dell'Università di Tokyo ha proposto che alcuni materiali stratificati come la mica o la grafite possano essere facilmente tagliati per produrre superfici senza legami penzolanti che alleviano i requisiti di adattamento del reticolo per la crescita epitassiale. Le interazioni tra adatomi su questi materiali scissi sarebbero più importanti rispetto alla crescita su substrati a cristallo singolo poiché le interazioni di van der Waals sono deboli. Però, la varietà di superfici tagliate adatte è limitata e la loro manipolazione può essere difficile.
Con la crescente attenzione sui materiali bidimensionali negli ultimi anni, Takayoshi Sasaki e colleghi hanno deciso di esaminare cristalli bidimensionali molecolarmente sottili come possibili strati di semi per alleviare i requisiti di corrispondenza del reticolo in un modo simile all'epitassia di van der Waals di Koma. Hanno depositato nanofogli di Ca 2 Nb 3 oh 10- , Ti 0.87 oh 2 0,52- , o MoO 2 - come monostrati altamente organizzati su vetro amorfo. Su queste diverse superfici, sono cresciuti diversi orientamenti di SrTiO 3 , un'importante perovskite per varie applicazioni tecnologiche. L'approccio ha dimostrato la capacità di far crescere diversi orientamenti di SrTiO 3 con un alto livello di precisione.
I ricercatori suggeriscono che in futuro, sarebbe di grande interesse ottenere un controllo più sofisticato della geometria di crescita utilizzando nanosheet con una struttura complessa. aggiungono, "Un design così avanzato, difficilmente realizzato con la tecnologia attuale, aprirà una nuova strada per un ulteriore sviluppo dell'ingegneria del cristallo."
