Οι επιστήμονες δείχνουν ότι η καλλιέργεια λεπτών φύλλων ατόμων στους κώνους επιτρέπει τον έλεγχο των ελαττωμάτων
Τα υλικά του ατόμου, γνωστά ως δισδιάστατα (2D) υλικά, έχουν προσελκύσει σημαντικό ενδιαφέρον λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων τους και των πιθανών εφαρμογών σε διάφορους τομείς. Ωστόσο, ο έλεγχος της ανάπτυξης και των ιδιοτήτων αυτών των υλικών υπήρξε ένα δύσκολο έργο.
Τώρα, οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ έχουν επιδείξει μια νέα μέθοδο για την ανάπτυξη 2D υλικών σε ειδικά σχεδιασμένα υποστρώματα σε σχήμα κώνου, τα οποία επιτρέπουν τον ακριβή έλεγχο του σχηματισμού και των ιδιοτήτων των ελαττωμάτων του υλικού.
Η ομάδα, με επικεφαλής τον καθηγητή Sir Kostya Novoselov, χρησιμοποίησε μια τεχνική χημικής εναπόθεσης ατμών (CVD) για την ανάπτυξη εξαγωνικού νιτριδίου βορίου (H-BN) σε υποστρώματα σχήματος κώνου από διοξείδιο του πυριτίου. Με τον προσεκτικό έλεγχο των συνθηκών ανάπτυξης, ήταν σε θέση να επιτύχουν μια ομοιόμορφη και συμμορφούμενη κάλυψη του H-BN στους κώνους, με την επιθυμητή πυκνότητα και κατανομή ελαττωμάτων.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το υπόστρωμα σχήματος κώνου προάγει τον σχηματισμό συγκεκριμένων τύπων ελαττωμάτων, όπως τριγωνικές και εξαγωνικές τρύπες, ενώ παράλληλα καταστέλλει το σχηματισμό άλλων τύπων ελαττωμάτων. Αυτός ο έλεγχος του σχηματισμού ελαττωμάτων είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτιστοποίηση των ιδιοτήτων των 2D υλικών για συγκεκριμένες εφαρμογές.
Η ικανότητα ελέγχου των ελαττωμάτων σε υλικά 2D είναι σημαντική για διάφορους λόγους. Τα ελαττώματα μπορούν να επηρεάσουν τις ηλεκτρικές, οπτικές και μηχανικές ιδιότητες του υλικού και μπορούν επίσης να χρησιμεύσουν ως θέσεις πυρήνωσης για περαιτέρω ελαττώματα. Με τον έλεγχο της πυκνότητας και της κατανομής των ελαττωμάτων, οι ερευνητές μπορούν να προσαρμόσουν τις ιδιότητες των 2D υλικών για συγκεκριμένες εφαρμογές.
Για παράδειγμα, στην περίπτωση H-BN, ο έλεγχος των ελαττωμάτων είναι σημαντικός για τη βελτίωση των μονωτικών ιδιοτήτων της, οι οποίες είναι ζωτικής σημασίας για τη χρήση του σε ηλεκτρονικές συσκευές. Με τη μείωση της πυκνότητας των ελαττωμάτων, οι ερευνητές ήταν σε θέση να ενισχύσουν σημαντικά τις μονωτικές ιδιότητες των H-BN που καλλιεργούνται σε υποστρώματα σε σχήμα κώνου.
Η νέα μέθοδος που αναπτύχθηκε από τους ερευνητές του Μάντσεστερ παρέχει ένα ισχυρό εργαλείο για τον έλεγχο της ανάπτυξης και των ιδιοτήτων των 2D υλικών, τα οποία θα μπορούσαν να ανοίξουν νέες δυνατότητες για την ανάπτυξη προηγμένων ηλεκτρονικών, οπτοηλεκτρονικών και μηχανικών συσκευών.
