Forskere viser, at voksende atomtynde plader på kegler tillader kontrol af defekter

Atom-tynde ark af materialer, kendt som todimensionelle (2D) materialer, har tiltrukket sig betydelig interesse på grund af deres unikke egenskaber og potentielle anvendelser inden for forskellige områder. Det har dog været en udfordrende opgave at kontrollere væksten og egenskaberne af disse materialer.

Nu har forskere ved University of Manchester demonstreret en ny metode til at dyrke 2D-materialer på specialdesignede kegleformede underlag, som muliggør præcis kontrol over dannelsen og egenskaberne af defekter i materialet.

Holdet, ledet af professor Sir Kostya Novoselov, brugte en kemisk dampaflejringsteknik (CVD) til at dyrke hexagonal bornitrid (h-BN) på kegleformede substrater lavet af siliciumdioxid. Ved omhyggeligt at kontrollere vækstbetingelserne var de i stand til at opnå en ensartet og konform dækning af h-BN på koglerne med den ønskede tæthed og fordeling af defekter.

Forskerne fandt ud af, at det kegleformede substrat fremmer dannelsen af ​​specifikke typer defekter, såsom trekantede og sekskantede huller, mens det undertrykker dannelsen af ​​andre typer defekter. Denne kontrol over defektdannelse er afgørende for at optimere egenskaberne af 2D-materialer til specifikke applikationer.

Evnen til at kontrollere fejl i 2D-materialer er vigtig af flere årsager. Defekter kan påvirke materialets elektriske, optiske og mekaniske egenskaber, og de kan også tjene som kernedannelsessteder for yderligere defekter. Ved at kontrollere tætheden og fordelingen af ​​defekter kan forskere skræddersy egenskaberne af 2D-materialer til specifikke applikationer.

For eksempel i tilfælde af h-BN er styring af defekter vigtig for at forbedre dets isoleringsegenskaber, som er afgørende for dets anvendelse i elektroniske enheder. Ved at reducere tætheden af ​​defekter var forskerne i stand til betydeligt at forbedre de isolerende egenskaber af h-BN dyrket på kegleformede substrater.

Den nye metode udviklet af Manchester-forskerne giver et kraftfuldt værktøj til at kontrollere væksten og egenskaberne af 2D-materialer, hvilket kan åbne op for nye muligheder for udvikling af avancerede elektroniske, optoelektroniske og mekaniske enheder.