science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Synthese van 2D-materiaal met een groot oppervlak:atoomlaag duwt oppervlaktestappen weg

Het bestuderen van de kinetiek van borofeenvorming in elektronenmicroscopie met lage energie toont aan dat oppervlaktestappen tijdens de borofeenvorming gebundeld zijn, resulterend in langwerpige en uitgebreide borofeendomeinen met een uitzonderlijke structurele orde. Credit: ACS Nano (2021). DOI:10.1021/acsnano.1c00819

Het team onder leiding van UDE's prof. Michael Horn-von Hoegen streeft naar het produceren van de dunst mogelijke laag boor, zogenaamd borofeen, omdat het eigenschappen belooft die de constructie van tweedimensionale transistoren mogelijk maken. De tot nu toe hiervoor gebruikte moleculaire bundelepitaxie resulteert in veel te kleine domeinen. Voor nauwkeuriger onderzoek en voor gebruik in technologie, echter, grotere oppervlakten nodig.

Met hun nieuw ontwikkelde methode van door segregatie versterkte epitaxie, het team gebruikt borazinegas en een iridiumsubstraat. De essentiële componenten van borazine zijn boor- en stikstofatomen die zijn gerangschikt in een zeshoekige honingraatstructuur. Door het iridiummonster te verwarmen in een borazine-bevattende omgeving, de boormoleculen hechten zich aan het oppervlak, gevolgd door de verdamping van de stikstof. Boven 1100°C, het boor gaat het iridium binnen, want bij zulke hoge temperaturen kan het iridium als een spons extra booratomen opnemen - tot een kwart van zijn eigen volume. Als het systeem is afgekoeld, borofeen - de laag met één atoom van boor - slaat neer op het oppervlak van het iridiumkristal. In het proces, het groeit niet verder dan oppervlaktestappen van het onderliggende kristal, maar duwt ze in alle richtingen weg om zo groot mogelijke gebieden te vormen.

Volgende stap:onthechting

Experts van het Interdisciplinair Centrum voor Analyse op de Nanoschaal (ICAN), onder leiding van professor Frank-J. Meyer zu Heringdorf, konden onomstotelijk aantonen dat de gebieden uitsluitend uit booratomen bestaan ​​en dat de stikstof uit het monster is verdwenen.

In een volgende stap, de onderzoekers willen onderzoeken hoe het borofeen kan worden losgemaakt van het iridiumsubstraat.