Grundstoffer i flydende metaller konkurrerer om at vinde overfladen

Nogle legeringer er i flydende tilstand ved eller nær stuetemperatur. Disse legeringer er normalt sammensat af gallium og indium (elementer, der bruges i lavenergilamper), tin og vismut (materialer, der anvendes i konstruktioner). Forholdet og arten af ​​grundstoffer i flydende legeringer genererer ekstraordinære fænomener på overfladen af ​​flydende metaller, som sjældent er blevet udforsket til dato, og det er konkurrence mellem elementer om at besætte overfladen af ​​legeringer. Som sådan er sammensætningen af ​​overfladen af ​​legeringerne forskellig fra kernen, og dette overfladeareal kan potentielt bruges til at høste nye materialer med hidtil usete sammensætninger og egenskaber.

For første gang, forskere ved UNSW Sydney foreslog, at fænomenet relateret til overfladekonkurrence mellem elementer kan bruges som en tilgang til at høste blandede metaloxidplader, der kan bruges i elektronik. Denne observation kan føre til nye horisonter for produktion af store todimensionelle (2D) elektroniske materialer fra overfladen af ​​flydende metaller til anvendelse i elektroniske og optiske industrier. Konventionelt, de fremstillingsprocesser, der bruges til at fremstille elektroniske og optiske enheder, udføres i ekstremt rene miljøer under strengt kontrollerede forhold med ultrarene materialer. Den mindste urenhed fører til et betydeligt tab af funktionalitet i den endelige enhed. Disse processer er endnu mere kritiske, når dopingstofferne tilsættes. Imidlertid, med den nyudviklede proces, overfladeberigelsen og dopingen udføres naturligt i legeringerne, og forurening med andre elementer undgås.

Her viste forskere eksemplet med bismuth-tin-legeringer for at udforske kontrasten mellem overfladen og kernen af ​​flydende metaller. Overraskende nok, i disse legeringer, vismutindholdet var bemærkelsesværdigt mindre end tin i høstede nanoark, selv i meget høje koncentrationer af bismuth i de flydende legeringer.

"Ved at drage fordel af den selektive berigelse af flydende metalgrænseflader, og høste de doterede metaloxid-halvlederlag, kompleksiteten af ​​de konventionelle processer kan afbødes og en høj grad af kontrol over resultaterne kan opnås, " sagde Dr. Mohammad Bagher Ghasemian, værkets førende forfatter. "Ideen, der er demonstreret her, giver et reelt potentiale til at påvirke flere processer til design af halvledermaterialer til storskalaapplikationer i elektronik- og optikindustrien, " tilføjede professor Kourosh Kalantar-Zadeh, den tilsvarende forfatter til denne undersøgelse og direktøren for Center for Advanced Solid and Liquid based Electronics and Optics (CASLEO).