Credito:Istituto di fisica di Leiden
Le affascinanti proprietà del grafene, un singolo strato di atomi di carbonio, sono state ampiamente celebrate. Non solo il grafene esibisce una fisica notevole, mostra anche grandi promesse per nuove applicazioni, come schermi flessibili e celle solari. Ma gli scienziati non si accontentano facilmente. È aperta la caccia ai materiali di nuova generazione:pile stratificate composte da singoli fogli di materiali "piatti" come il nitruro di boro (BN), grafene (C) o disolfuro di tungsteno (WS 2 ).
Il trucco è che una tale torta a strati non è solo la somma delle sue parti. Potresti ottenere proprietà completamente diverse da quelle dei singoli livelli. Questo vale anche per due strati dello stesso tipo; il grafene a doppio strato non è in alcun modo come il suo cugino monostrato. Tutto dipende da come interagiscono i livelli. Il fisico di Leiden Sense Jan van der Molen e il suo gruppo hanno sviluppato un metodo per determinare l'interazione tra gli strati in ogni combinazione di materiali.
LEEM
Utilizzando una tecnica chiamata microscopia elettronica a bassa energia (LEEM), fanno brillare elettroni di energie molto basse su un campione. Per ogni livello di energia, registrano un'immagine della superficie, dicendo loro quanti elettroni vengono riflessi. Questo fornisce loro tutte le informazioni necessarie per determinare l'interazione tra gli strati e quindi le proprietà del materiale appena creato. Il loro metodo risolve i dettagli 100, 000 volte più piccolo di altre tecniche. Questo è fondamentale perché i nuovi nanomateriali sono in genere estremamente piccoli, meno dello spessore di un capello umano.
su misura
I fisici di Leida studiano pile di materiali stratificati utilizzando una nuova tecnica. Ora possono rispondere alla domanda se una data pila di vari materiali ha proprietà diverse dai suoi costituenti sondando le interazioni tra gli strati. Hanno impiegato questo metodo per verificare che il grafene (grigio) interagisca fortemente con il grafene, e il nitruro di boro (viola) interagisce fortemente con il nitruro di boro, mentre il grafene non è influenzato dalla presenza di nitruro di boro. Vediamo in alto a destra il materiale risultante:diverse proprietà (tonalità) per la combinazione grafene + grafene e nitruro di boro + nitruro di boro, ma nessuna interazione tra grafene e nitruro di boro. In basso a destra vediamo uno stato ipotetico in cui tutti gli strati interagiscono per formare un materiale completamente nuovo, che non è il caso in questo esempio. Credito:Istituto di fisica di Leiden
"Abbiamo usato il nostro metodo per dimostrare che il nitruro di boro e il grafene non interagiscono tra loro come si era ipotizzato finora, ', afferma il primo autore e collega di Veni Johannes Jobst. 'Ma ancora più importante, mostra il potenziale di questa nuova tecnica. Ora possiamo studiare qualsiasi altra combinazione di livelli, come i semiconduttori sul grafene, o due diversi semiconduttori. E una volta compreso come funziona questa interazione, possiamo progettare liberamente materiali su misura per esigenze specifiche.'
