I ricercatori in Corea del Sud hanno, per la prima volta, ha sviluppato una tecnica semplice per produrre un cristallo bidimensionale contenente azoto che ha la capacità di essere un potenziale rivale del grafene e del silicio come materiali semiconduttori.

Il grafene è un foglio bidimensionale (2D) di cristalli di carbonio dello spessore di un atomo che ha molte proprietà straordinarie in termini di forza, conducibilità elettrica e termica, e trasparenza ottica. Il grafene si mostra promettente per l'uso nella nanoelettronica, stoccaggio dell'idrogeno, batterie e sensori.

La ricerca sul grafene negli ultimi anni ha suscitato un enorme interesse tra gli scienziati riguardo al potenziale di sintetizzare altri cristalli 2D introducendo elementi diversi dal carbonio nel reticolo di carbonio del grafene. La motivazione alla base di ciò è la possibilità che ciò potrebbe fornire per sviluppare materiali che possono essere utilizzati come elemento di commutazione attivo nell'elettronica.

La dimensione atomica e la struttura dell'azoto lo rendono una scelta eccellente per questo scopo perché può inserirsi naturalmente in una forte rete di atomi di carbonio creando legami (sp2) in cui gli elettroni sono condivisi dall'intera rete.

Considerando che ci sono molte difficoltà nella sintesi del grafene, il team di ricercatori dell'Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) e della Pohang University of Science and Technology in Corea del Sud ha sintetizzato cristalli 2D azotati utilizzando una semplice reazione chimica in fase liquida senza utilizzare uno stampo. I metodi convenzionali per la formazione di cristalli 2D richiedono l'uso di tale modello.

I ricercatori hanno verificato la struttura del cristallo azotato mediante imaging di microscopia a effetto tunnel a scansione a risoluzione atomica e hanno confermato la sua natura semiconduttiva testandolo con un transistor ad effetto di campo. L'esclusiva struttura geometrica ed elettronica dei cristalli azotati lo rendono potenzialmente adatto per l'uso in elettronica, sensori e catalisi.

La sua sintesi riuscita utilizzando una tecnica semplice potrebbe aprire un nuovo capitolo nella generazione economicamente vantaggiosa di altri materiali 2D.

"Riteniamo che i risultati presentati in questo lavoro forniscano non solo un progresso convincente nella scienza e nella tecnologia dei materiali, ma anche un potenziale entusiasmante per un'ampia gamma di applicazioni pratiche dalla chimica umida alle applicazioni dei dispositivi, "dice il professor Jong-Beom Baek, professore della Scuola di Ingegneria Energetica e Chimica dell'UNIST. "Così, il materiale attirerebbe l'attenzione immediata da una vasta gamma di discipline, a causa dei suoi potenziali impatti scientifici e tecnologici, " lui dice.