Nano-dråber går på ski ved høje temperaturer

I øjeblikket dyrkes mange (nano)strukturer i lag, den ene over den anden, men deres rækkefølge på atomskalaen er generelt langt fra perfekt. Forskere fra University of Twente har sigtet efter en bedre forståelse af disse processer, der i sidste ende kan føre til mindre, hurtigere og generelt bedre nanoteknologi og har i en verdensomspændende første observation opdaget forstørkning i dråbeblanding. De har for nylig offentliggjort disse spændende resultater i tidsskriftet Physical Review Letters .

Dråberne er sammensat af en blanding af metallerne platin og germanium og bevæger sig på et opvarmet substrat i retning af varmekilden. Men så snart temperaturen falder, begynder dråberne deres unikke adfærd. Ligesom professionelle skiløbere skifter de pludselig retning og laver slalom.

"Ved at bruge et fotoemissionselektronmikroskop var vi i stand til at filme skiløbet og vise hele processen med at størkne," forklarer Arie van Houselt, tilsvarende forfatter til publikationen.

Skidråberne dannes ved overraskende høje temperaturer. "Dette sker ved halvfems grader over deres eutektiske punkt, som er den temperatur, som disse typer blandinger fryser ved. Dråberne størkner ikke alle på én gang. De forlænges først, og derefter starter størkningsprocessen i bunden. På deres grænseflade med substratet," forklarer Van Houselt.

Dette første solide lag forklarer også skiløbet. Når materialet størkner, får det en nanostruktur, der fungerer som et gitter, som dråben kan bevæge sig på. Nanostrukturen sænker dråbernes modstand i en anden retning. Dråberne gør brug af denne sænkede modstand og laver et skarpt sving. De begynder at bevæge sig i denne retning.

Denne bemærkelsesværdige skærm er ikke kun en underholdende præstation på nanoskala. De forhold, hvorunder disse dråber viser deres ekstraordinære skiløb, er tæt på dem, der findes i væksten af ​​mange (nano)strukturer, såsom nanotråde og germanen. Van Houselt udtaler:"Opdagelser som denne giver uvurderlig indsigt i mekanismerne bag disse transformationer, hvilket potentielt åbner dørene til skabelsen af ​​fejlfrit konstruerede computerchips."

Flere oplysninger: Bene Poelsema et al., Presolidification in Eutectic Droplets, Physical Review Letters (2023). DOI:10.1103/PhysRevLett.131.106201

Journaloplysninger: Physical Review Letters

Leveret af University of Twente