Atomtunna materialskivor, kända som tvådimensionella (2D) material, har väckt stort intresse på grund av sina unika egenskaper och potentiella tillämpningar inom olika områden. Att kontrollera tillväxten och egenskaperna hos dessa material har dock varit en utmanande uppgift.
Nu har forskare vid University of Manchester demonstrerat en ny metod för att odla 2D-material på specialdesignade konformade substrat, som möjliggör exakt kontroll över bildandet och egenskaperna hos defekter i materialet.
Teamet, ledd av professor Sir Kostya Novoselov, använde en kemisk ångavsättningsteknik (CVD) för att odla hexagonal bornitrid (h-BN) på konformade substrat gjorda av kiseldioxid. Genom att noggrant kontrollera tillväxtförhållandena kunde de uppnå en enhetlig och konform täckning av h-BN på konerna, med önskad täthet och fördelning av defekter.
Forskarna fann att det konformade substratet främjar bildandet av specifika typer av defekter, såsom triangulära och sexkantiga hål, samtidigt som det undertrycker bildandet av andra typer av defekter. Denna kontroll över defektbildning är avgörande för att optimera egenskaperna hos 2D-material för specifika applikationer.
Förmågan att kontrollera defekter i 2D-material är viktig av flera anledningar. Defekter kan påverka materialets elektriska, optiska och mekaniska egenskaper, och de kan också fungera som kärnbildningsställen för ytterligare defekter. Genom att kontrollera densiteten och fördelningen av defekter kan forskare skräddarsy egenskaperna hos 2D-material för specifika tillämpningar.
Till exempel, i fallet med h-BN, är kontroll av defekter viktigt för att förbättra dess isoleringsegenskaper, vilket är avgörande för dess användning i elektroniska enheter. Genom att minska tätheten av defekter kunde forskarna avsevärt förbättra de isolerande egenskaperna hos h-BN som odlats på konformade substrat.
Den nya metoden som utvecklats av Manchester-forskarna ger ett kraftfullt verktyg för att kontrollera tillväxten och egenskaperna hos 2D-material, vilket kan öppna upp nya möjligheter för utveckling av avancerade elektroniska, optoelektroniska och mekaniska enheter.
