Een paar jaar geleden, experimenteel werd een veelbelovend nieuw type nanomateriaal waargenomen, het combineren van de voordelen van halfgeleiders met die van grafeen. Het materiaal wordt gevormd door nanokristallen die spontaan samensmelten tot een honingraatstructuur. Tot nu, het was onduidelijk waarom de nanokristallen dit specifieke gedrag vertonen, maar de Utrechtse onderzoekers Giuseppe Soligno en Daniel Vanmaekelbergh hebben nu een simulatiemodel ontwikkeld dat de vorming van deze nanostructuren tot in detail nabootst. De onderzoekers publiceerden hun resultaten in Fysieke beoordeling X.

Opto-elektronische eigenschappen

Vierkante en honingraatroosters zijn van groot belang voor halfgeleidertoepassingen, dankzij hun opto-elektronische eigenschappen. "Deze unieke combinatie van halfgeleider-nanokristallen die de structuur van grafeen aannemen, is een van de heilige gralen van de materiaalwetenschap, " Prof. Vanmaekelbergh legt uit. In hun nieuwe model, de onderzoekers hebben alle relevante krachten betrokken bij zelfassemblage opgenomen. De resulterende simulaties laten zien dat het afstemmen van slechts een paar parameters het uiteindelijke resultaat bepaalt. Vooral, de geassembleerde structuur hangt af van het samenspel tussen interface-adsorptiekrachten en elektrostatische krachten op korte afstand tussen de nanokristallen.

Gecontroleerde zelfmontage

Het model helpt onderzoekers te begrijpen hoe ze de zelfassemblage van de nanokristallen experimenteel kunnen controleren, en kan gemakkelijk worden uitgebreid om de zelfassemblage van nanodeeltjes op vloeistof-vloeistofinterfaces in verschillende structuren te bestuderen. De resultaten kunnen uiteindelijk worden gebruikt in de halfgeleiderindustrie om nanomaterialen beter te produceren.