Den här illustrationen visar hur atomskiktselektrodeposition av ultratunna platinafilmer uppnås genom en ny process som diskuterats av Missouri S&T Professor of Discovery Jay A. Switzer.
(Phys.org)—En ny metod för att skapa mycket tunna lager av material på atomär skala, rapporterade i det senaste numret av tidskriften Vetenskap , skulle kunna "låsa upp en viktig ny teknik" för att skapa nanomaterial, enligt nanomaterialexperten Dr. Jay A. Switzer vid Missouri University of Science and Technology i tidskriften.
Switzer ombads av redaktörerna för Science att diskutera forskningen, som identifierar en ny metod för atomskiktsavsättning (ALD), i avsnittet "Perspektiv" i Vetenskap. Forskningen och Switzers Perspective-artikel finns båda i tidskriftens 7 dec. 2012, problem.
Forskningen av Dr. Yun Liu och kollegor vid National Institute for Standards and Technologys centrum för neutronforskning beskriver en ny metod för att avsätta ultratunna lager av platina på en yta. Metoden innebär att man applicerar en "hög överpotential" av elektricitet för att avsätta ett lager av metallen på en yta, sedan för att växla till en underpotential för att producera ett lager av väte. Vätet förblir på plats bara en kort stund, försvinner sedan när forskarna justerar spänningen för att lägga till nya lager av platina.
Tillvägagångssättet ger oväntade resultat, säger Switzer.
Schematisk visar självsläckt platinaavsättning på en guldyta. Under en hög drivspänning, platina i lösning (bundet till fyra kloridatomer) kan avskilja kloriden och binda till en plats på guldet. Väte adsorberas snabbt på platina, säkerställa att platina bildar en jämn yta en enda atom tjock. Kredit:Gokcen/NIST
"Konventionell visdom skulle tyda på att det bästa sättet att galvanisera ultratunna metallfilmer skulle vara att applicera antingen en underpotential eller en mycket liten överpotential, " skriver Switzer, en expert på atomskiktsavsättningar. Liu och hans kollegor "rapporterar det överraskande resultatet" att ett enda lager platina, placeras på ytan vid en spänning som borde skapa en tjock avlagring av metallen, skapar faktiskt det lager av väte som begränsar tjockleken på platinalagret, "och därigenom göra processen självbegränsande."
"Det fina med denna nya elektrokemiska väg till ALD är att den blandar grundläggande elektrokemi och ytvetenskap för att låsa upp en viktig ny teknik, säger Switzer, som är Donald L. Castleman/Foundation for Chemical Research Professor of Discovery vid Missouri S&T.
Atomskiktselektrodponering är en metod för att "odla" material i en lösning på nanometerskala. En nanometer - synlig endast med hjälp av ett högeffekts elektronmikroskop - är en miljarddels meter, och vissa nanomaterial är bara några få atomer stora.
Lius upptäckt kan resultera i en ny metod för att odla metalloxider eller halvledare i atomär skala, säger Switzer. "Utsikterna för detta som en allmän bearbetningsmetod (för avsättning i atomskala) är uppmuntrande, " han skriver.
