Overlegne krystaller vokset fra svævende dråber

Krystaller, der ikke oplever mekanisk stress under vækst, har en overlegen kvalitet. Levitating liquid metal er ideen bag projektet 'Perfecting metal crystals' ledet af University of Twente i Holland.

UT -forskerne ønsker at dyrke krystaller fra en metalsmelte, der svæves af et elektromagnetisk felt under vakuumforhold. Fordi væsken ikke er mekanisk belastet af væggene i en beholder, krystalfejl kan holdes på et minimum. Krystaller med overlegne egenskaber har anvendelser i halvlederindustrien og synkrotroner. Forskningsprojektet vil blive gennemført i tæt samarbejde med det hollandske firma Surface Preparation Laboratory (SPL), markedsleder inden for krystaloverflader af meget høj kvalitet.

Den mest almindelige krystalvækstteknik involverer smeltning af metallet inde i en beholder. Indsættelse af en lavere temperaturpind med en frøkrystal og efterfølgende at trække den ud resulterer i krystalvækst. Imidlertid, processen udsættes for belastning og kontaminering af beholdervægoverfladen. Krystallerne kan indeholde kulstof som følge heraf, siger Dr. Arie van Houselt fra Physics of Interfaces and Nanomaterials group (UT's MESA+ Institute for Nanotechnology). Dyrkning af krystaller ved at svæve flydende metal er en lovende idé, men det er teknisk udfordrende at holde væsken på plads.

UT-gruppen vil karakterisere de nydannede krystaller ved hjælp af en række teknikker som lavenergi-elektronmikroskopi (LEEM) og atomkraftmikroskopi (AFM). Deres kolleger ved University of Leiden, involveret i projektet, vil fokusere på de kemiske egenskaber.