(Phys.org)—Een nieuwe methode voor het maken van zeer dunne materiaallagen op atomaire schaal, gerapporteerd in het laatste nummer van het tijdschrift Wetenschap , zou "een belangrijke nieuwe technologie kunnen ontsluiten" voor het maken van nanomaterialen, volgens nanomaterialen-expert Dr. Jay A. Switzer van de Missouri University of Science and Technology in het tijdschrift.

Switzer werd door de redactie van Science gevraagd om het onderzoek te bespreken, die een nieuwe methode van atoomlaagafzetting (ALD) identificeert, in de sectie "Perspectieven" van Wetenschap. Het onderzoek en Switzer's Perspective-artikel verschijnen beide in het tijdschrift van 7 december, 2012, probleem.

Het onderzoek van Dr. Yun Liu en collega's van het National Institute for Standards and Technology's Center for Neutron Research beschrijft een nieuwe methode voor het afzetten van ultradunne lagen platina op een oppervlak. De methode omvat het toepassen van een "hoge overpotentiaal" van elektriciteit om een ​​laag van het metaal op een oppervlak af te zetten, om vervolgens over te schakelen naar een onderpotentiaal om een ​​laag waterstof te produceren. De waterstof blijft slechts kort op zijn plaats, verdwijnt dan als wetenschappers de spanning aanpassen om nieuwe lagen platina toe te voegen.

De aanpak levert onverwachte resultaten op, zegt Zwitser.

"Conventionele wijsheid zou suggereren dat de beste manier om ultradunne metaalfilms elektrolytisch af te zetten zou zijn om ofwel een onderpotentiaal of een zeer kleine overpotentiaal aan te brengen, " schrijft Zwitser, een expert op het gebied van atoomlaagafzettingen. Liu en zijn collega's "rapporteren het verrassende resultaat" dat een enkele laag platina, geplaatst op het oppervlak met een spanning die een dikke afzetting van het metaal zou moeten veroorzaken, creëert eigenlijk de laag waterstof die de dikte van de platinalaag beperkt, "waardoor het proces zelfbeperkend wordt."

"Het mooie van deze nieuwe elektrochemische route naar ALD is dat het elementaire elektrochemie en oppervlaktewetenschap combineert om een ​​belangrijke nieuwe technologie te ontsluiten, " zegt Zwitser, wie is de Donald L. Castleman/Foundation for Chemical Research Professor of Discovery bij Missouri S&T.

Elektrodepositie van een atoomlaag is een methode om materialen te "groeien" in een oplossing op nanometerschaal. Een nanometer - alleen zichtbaar met behulp van een krachtige elektronenmicroscoop - is een miljardste meter, en sommige nanomaterialen zijn slechts enkele atomen groot.

Liu's ontdekking zou kunnen resulteren in een nieuwe methode voor het kweken van metaaloxiden of halfgeleiders op atomaire schaal, zegt Zwitser. "De vooruitzichten hiervan als een algemene verwerkingsmethode (voor depositie op atomaire schaal) zijn bemoedigend, " hij schrijft.