Interaktioner i designermaterialer afsløret

De fascinerende egenskaber ved grafen - et enkelt lag af kulstofatomer - er blevet fejret bredt. Ikke alene udviser grafen bemærkelsesværdig fysik, det viser også stort løfte for nye applikationer, som fleksible displayskærme og solceller. Men videnskabsmænd er ikke let tilfredse. Jagten er i gang efter næste generations materialer - lagdelte stakke sammensat af enkelte plader af 'flade' materialer som bornitrid (BN), grafen (C) eller wolframdisulfid (WS ₂ ).

Tricket er, at sådan en lagkage ikke kun er summen af ​​dens dele. Du får muligvis egenskaber helt anderledes end de enkelte lags. Dette gælder endda for to lag af samme slags; dobbeltlagsgrafen er på ingen måde som sin monolags fætter. Det hele afhænger af, hvordan lagene interagerer. Leiden-fysikeren Sense Jan van der Molen og hans gruppe har udviklet en metode til at bestemme interaktionen mellem lag i hver kombination af materialer.

LEEM

Ved at bruge en teknik kaldet lavenergielektronmikroskopi (LEEM), de skinner elektroner med meget lav energi på en prøve. For hvert energiniveau, de optager et billede af overfladen, fortæller dem, hvor mange elektroner der reflekteres. Dette giver dem alle de nødvendige oplysninger til at bestemme mellemlagets interaktion og derfor egenskaberne for det nyoprettede materiale. Deres metode løser detaljer 100, 000 gange mindre end andre teknikker. Dette er afgørende, fordi nye nanomaterialer typisk er ekstremt små - mindre end tykkelsen af ​​et menneskehår.

Skræddersyet

'Vi brugte vores metode til at bevise, at bornitrid og grafen ikke interagerer med hinanden, som kun hidtil blev antaget, ' siger førsteforfatter og veni-stipendiat Johannes Jobst. 'Men endnu vigtigere, det viser potentialet i denne nye teknik. Nu kan vi studere enhver anden kombination af lag, som halvledere på grafen, eller to forskellige halvledere. Og når vi først forstår, hvordan denne interaktion fungerer, vi kan frit designe materialer, der er skræddersyet til specifikke behov.'