هنر ساخت سوراخ کوچک

هیچ کس نمی تواند شلیک یک گلوله تپانچه را از طریق یک موز در چنین راهی که پوست سوراخ شده است اما موز و دست نخورده باقی مانده است. اما در سطح فردی لایه اتمی از جمله یک شاهکار در حال حاضر شده است به دست آورد - یک نانو ساختار با روش توسعه داده شده در TU Wien (Vienna) که با لایه های خاصی از مواد را می توان با سوراخ بسیار دقیق و دیگران سمت چپ به طور کامل دست نخورده حتی اگر پرتابه نفوذ تمام لایه ها. این ساخته شده است ممکن است با کمک بسیار یون. آنها می تواند مورد استفاده قرار گیرد به صورت انتخابی روند سطوح رمان 2D مواد سیستم برای مثال به لنگر برخی فلزات در آنها پس از آن می تواند به عنوان کاتالیزور. این روش جدید در حال حاضر منتشر شده در مجله ACS Nano.

مواد است که متشکل از چندین فوق العاده نازک لایه به عنوان جدید و هیجان انگیز در زمینه تحقیقات مواد. همیشه از مواد با کارایی بالا گرافن برای اولین بار تولید می شود که متشکل از تنها یک لایه از اتمهای کربن جدید بسیاری از فیلم نازک مواد توسعه یافته اند اغلب با وعده خواص جدید است.

"ما بررسی ترکیب گرافن و دی سولفید مولیبدن. دو لایه از مواد را به تماس و سپس به یکدیگر پایبند ضعیف van der Waals نیروهای" می گوید: دکتر جنین Schwestka از موسسه فیزیک کاربردی در TU WIen و اولین نویسنده از زمان انتشار. "گرافن بسیار خوب هادی مولیبدن disulphide یک نیمه هادی و ترکیبی می تواند جالب برای تولید انواع جدیدی از دستگاه های ذخیره سازی داده."

برای برنامه های خاص این هندسه از این مواد باید به طور خاص فرآوری در مقیاس nanometres - برای مثال به منظور تغییر خواص شیمیایی با اضافه کردن انواع بیشتری از اتم یا برای کنترل خواص نوری سطح. "روشهای مختلفی برای این" توضیح می دهد که جنین Schwestka. "شما ممکن است تغییر سطوح با یک پرتو الکترونی یا معمولی با یک پرتو یون. با یک سیستم دو لایه وجود دارد این است که همیشه مشکل است که در پرتو تاثیر می گذارد هر دو لایه در همان زمان حتی اگر فقط یکی از آنها قرار است تغییر یافتهاست.

هنگامی که یک پرتو یون استفاده می شود برای درمان سطح آن است که معمولا نیروی تاثیر یون های است که تحت تاثیر مواد. در TU Wien, اما نسبتا آهسته یون استفاده می شود که ضرب متهم شده است. "دو اشکال مختلف انرژی باید برجسته در اینجا" توضیح می دهد که پروفسور ریچارد ویلهلم. "از یک طرف وجود دارد که انرژی جنبشی که بستگی به سرعت که در آن یونهای تاثیر بر روی سطح. از سوی دیگر وجود دارد انرژی پتانسیل است که تعیین می شود بار الکتریکی یونهای. با معمولی یون پرتوهای انرژی جنبشی نقش نقش تعیین کننده اما برای ما انرژی پتانسیل است که به ویژه مهم است."

وجود دارد یک تفاوت مهم بین این دو شکل از انرژی: در حالی که انرژی جنبشی منتشر شده است در هر دو مواد لایه هنگامی که نفوذ به لایه سیستم انرژی پتانسیل می توان توزیع بسیار نابرابر میان لایه: "مولیبدن دی سولفید واکنش نشان می دهد به شدت به شدت یون می گوید:" ریچارد ویلهلم. "یک یون ورود در این لایه می توانید ده ها یا صدها اتم از لایه. آنچه باقی می ماند یک سوراخ است که می تواند دیده می شود به وضوح در زیر میکروسکوپ الکترونی." گرافن لایه, از سوی دیگر, که پرتابه بازدید بلافاصله پس از آن دست نخورده باقی مانده است: بسیاری از انرژی پتانسیل در حال حاضر منتشر شده است.

همان آزمایش نیز می تواند معکوس شود به طوری که بسیار شارژ ion اولین بازدید گرافن و تنها پس از آن مولیبدن disulphide لایه. در این مورد هر دو لایه دست نخورده باقی می ماند: گرافن را فراهم می کند ion با الکترونهای لازم برای خنثی کردن آن الکتریکی در یک بخش کوچکی از یک ثانیه. تحرک الکترون در گرافن است که نقطه اثر نیز "سرد" بلافاصله. یون عبور از لایه گرافن بدون ترک دائمی ردیابی. پس از آن دیگر می تواند باعث آسیب های زیادی در مولیبدن disulphide لایه.

"این ما را فراهم می کند در حال حاضر با فوق العاده, روش جدید برای دستکاری سطوح در یک شیوه ای هدفمند می گوید:" ریچارد ویلهلم. "ما می توانیم اضافه کردن نانو-منافذ پوست را بدون آسیب رساندن به سطوح بستر مواد زیر. این اجازه می دهد تا ما را به ایجاد ساختارهای هندسی که قبلا غیر ممکن است." در این راه یکی می تواند ایجاد "ماسک" از دی سولفید مولیبدن سوراخ دقیقا به عنوان مورد نظر که در آن برخی از فلز اتم هستند و سپس واریز. این باز می شود تا امکانات کاملا جدید برای کنترل شیمیایی و الکترونیکی و خواص نوری سطح.

"ما بسیار خوشحال است که ما عالی همکاری از طریق TU دکترا کالج TU-D قادر به کمک قابل توجهی به این نتایج می گوید:" Janine Schwestka که یک عضو از TU-D برای بیش از سه سال است. "علاوه بر این, آن را متمایز وین به عنوان یک محل برای علم و پژوهش است که ما قادر به ایجاد ارتباط با دانشگاه وین از طریق مسافت های کوتاه به منظور تعمیق مشترک ما تخصص و مکمل یکدیگر متد".

###

پروفسور ریچارد ویلهلم
موسسه فیزیک کاربردی
TU Wien
T +43-1-58801-13435
wilhelm@iap.tuwien.ac.at

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.