Síntesis de material 2D de gran superficie
La capa atómica aleja los pasos de la superficie
La mentalidad del codo en un material bidimensional: Esto lo ha descubierto recientemente un equipo internacional dirigido por el Centro de Nanointegración (CENIDE) de la Universidad de Duisburgo-Essen (UDE): Los físicos han conseguido crear capas de boro con una altura de un solo átomo. Mientras crece, el material simplemente empuja los pasos que interfieren en el sustrato fuera del camino.
© UDE/Petrović
El equipo dirigido por el profesor Michael Horn-von Hoegen de la UDE pretende producir la capa más fina posible de boro, el llamado borofeno, ya que promete propiedades que podrían permitir la construcción de transistores bidimensionales. La epitaxia de haz molecular utilizada hasta ahora para este fin da lugar a dominios demasiado pequeños. Sin embargo, para investigaciones más precisas y para su uso en tecnología, se necesitan áreas más grandes.
Con su nuevo método de "epitaxia mejorada por segregación", el equipo utiliza gas borazina y un sustrato de iridio. Los componentes esenciales de la borazina son átomos de boro y nitrógeno que se disponen en una estructura hexagonal de panal. Al calentar la muestra de iridio en un entorno que contenga borazina, las moléculas de boro se adhieren a la superficie, seguida de la evaporación del nitrógeno. Por encima de los 1100°C, el boro se desplaza hacia el iridio, ya que a temperaturas tan elevadas el iridio puede absorber átomos de boro adicionales como una esponja, hasta una cuarta parte de su propio volumen. Cuando el sistema se ha enfriado, el borofeno -la capa de un solo átomo de boro- se precipita en la superficie del cristal de iridio. En el proceso, no crece más allá de los escalones de la superficie del cristal subyacente, sino que los empuja en todas las direcciones para formar áreas tan grandes como sea posible.
El siguiente paso: Desprendimiento
Los expertos del Centro Interdisciplinario de Análisis a Nanoescala (ICAN), dirigidos por el profesor Frank-J. Meyer zu Heringdorf, pudieron demostrar sin lugar a dudas que las áreas están compuestas exclusivamente por átomos de boro y que el nitrógeno ha desaparecido de la muestra.
En un próximo paso, los investigadores quieren investigar cómo puede desprenderse el borofeno del sustrato de iridio.
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Publicación original
K.M. Omambac, M. Petrović, P. Bampoulis, C. Brand, M.A. Kriegel, P. Dreher, D. Janoschka, U. Hagemann, N. Hartmann, P. Valerius, T. Michely, F.J. Meyer zu Heringdorf, M. Horn-von Hoegen; "Segregation-Enhanced Epitaxy of Borophene on Ir(111) by Thermal Decomposition of Borazine"; ACS Nano; published online March 24, 2021
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