Procedure sperimentali. (A) Le maschere metalliche costituite da Pd (10 nm) e Au (15 nm) sono fabbricate sulla superficie appena tagliata di un campione HOPG mediante litografia a fascio di elettroni e tecniche di sollevamento. Le strutture mesa emergono durante un attacco al plasma di ossigeno secco, che assottiglia selettivamente solo la superficie HOPG non protetta di 50 nm. Le strutture mesa vengono tranciate lungo un piano di scorrimento basale applicando una forza corrispondente alla superficie metallica superiore. (B) L'energia di adesione è determinata misurando la forza di tensione della linea FL che agisce su mesas cilindriche tranciate. La stabilizzazione di un asse di rotazione è possibile, permettendo la rotazione della mesa attorno all'asse del cilindro, mentre una struttura a manubri fornisce molteplici equilibri stabili ogni volta che le sezioni cilindriche si sovrappongono. (C) Schema dell'esperimento AFM. Una punta Pt/Ir è saldata a freddo alla maschera metallica sopra le mesas. La forza è applicata da un movimento di taglio, e la forza di taglio viene misurata tramite la torsione a sbalzo indotta. (D) Immagine al microscopio elettronico a scansione di strutture mesa cilindriche con un raggio di 200 nm e una profondità di incisione di 50 nm. (E) Immagine AFM di una mesa cilindrica completamente tranciata (intervallo di altezza di 100 nm mappato su una scala di colori non lineare). La mesa è stata tagliata su un piano basale 10 nm sopra la superficie del substrato, e la sezione superiore è stata posata sulla superficie del substrato a destra della mesa originale. Il punto di contatto della punta vicino al centro è visibile come una piccola collinetta sulla superficie superiore dell'Au. Credito:(c) Scienza 8 maggio 2015:vol. 348 n. 6235 pagg. 679-683. DOI:10.1126/science.aaa4157
(Phys.org)—Un piccolo team di ricercatori presso IBM Research–Zürich, ha trovato un nuovo modo per misurare l'attrito coinvolto quando due piani di grafite pirolitica altamente ordinata (HOPG) vengono spostati l'uno contro l'altro. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il team spiega come funziona la loro tecnica e cosa hanno trovato quando l'hanno usata con alcuni materiali di grafite. Kenneth Liechti dell'Università del Texas offre a Prospettiva pezzo sul lavoro svolto dal team nello stesso numero della rivista e suggerisce modi in cui la nuova tecnica potrebbe rivelarsi utile per la progettazione e l'affidabilità dei sistemi nano e micro elettrici.
Con il progredire del lavoro nello sviluppo di materiali 2D, più famoso con grafene o nanotubi, altri ricercatori sono stati impegnati a studiare tali materiali per saperne di più sulle loro proprietà:la speranza è che possano rivelarsi utili per lo sviluppo di sistemi elettrici estremamente piccoli. Perché ciò accada però, cose come come funziona l'attrito con loro devono essere capite. Fino ad ora, gli scienziati che tentano di misurare l'attrito che coinvolge materiali 2D su scala nanometrica hanno dovuto utilizzare sonde, annotare e misurare le oscillazioni che si verificano quando due dei materiali si sfregano l'uno contro l'altro. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno trovato un modo per misurare quel tipo di attrito senza dover toccare nessuno dei materiali.
Il team di IBM ha utilizzato un microscopio a forza atomica per applicare una forza di taglio a due dischi di HOPG (circa 50 nm di spessore con raggi che vanno da 50-300 nm). Il metodo consente di misurare l'impatto di attrito sui dischi quando vengono spinti in modi diversi:con attrito laterale, per esempio quando un disco viene mosso lungo una linea retta contro un altro, o quando è coinvolta la coppia ruotando o ruotando un disco sopra l'altro.
Come parte della loro ricerca, il team ha anche trovato diversi casi di stati di equilibrio risultanti dal movimento dei dischi l'uno contro l'altro, una scoperta che potrebbe portare a un metodo per utilizzare i materiali HOPG come interruttori in un dispositivo di memoria. Come osserva Liechti, i ricercatori hanno escogitato un modo migliore per misurare l'attrito con tale uso di materiali e con materiali stratificati su scala nanometrica in generale, che potrebbe aiutare a spianare la strada al loro utilizzo in futuri dispositivi su scala nanometrica.
© 2015 Phys.org
