(Phys.org) —UT's College of Engineering har gjort senaste rubrikerna för upptäckter som, medan den är atomiskt liten, kan påverka vår moderna värld.
De Förfaranden från National Academy of Sciences , organisationens officiella vetenskapliga tidskrift, publicerade nyligen en tvärvetenskaplig studie ledd av Institutionen för elektroteknik och datavetenskaplig docent Gong Gu.
Gu-teamet-som inkluderade professor Gerd Duscher från Institutionen för materialvetenskap och teknik och studenter från både teknik och institutionen för fysik-fokuserade på rollen mellan epilayer-substrat-interaktioner för att bestämma orienteringsrelationer i van der Waals epitaxy.
I rudimentära termer, studien tittade på att växa en atomtunn, eller tvådimensionell, kristall - epilagret - ovanpå ett substrat. Substratet kan vara en bulk, eller tredimensionell, kristall eller annan tvådimensionell kristall.
"Konventionell epitaxy är som att stapla Lego -block, "sa Gu." Reglarna och cylindrarna är styva och måste därför matchas mycket bra. Den kovalenta bindningen mellan ett tredimensionellt epilager och ett 3D-substrat är precis så. "
"Föreställ dig nu Lego -bitar med flexibla dubbar och cylindrar, som inte behöver kopplas ihop exakt utan bara svagt interagerar och du har en uppfattning om vad van der Waals epitaxy är. "
Det var med de van der Waals "blocken" som Gu's team gjorde sin överraskande upptäckt:De svagt interagerande paren tenderar att orientera sig mot varandra, på något sätt bättre än de starkare bundna paren.
Teamet genomförde sin forskning med 2D -kristaller av grafen och sexkantig bornitrid, eftersom grafen interagerar starkare med substratet men inte alltid anpassar sig till det, medan sexkantig bornitrid strikt anpassar sig.
Kanterna på 2D -kristallerna "styr" deras tillväxt i början. Den starkare kant-substrat-interaktionen snedvrider atomernas positioner i substratet, lämnar 2D -kristallen ingen bra mall att anpassa sig till.
"Det var lite förvånande, "sa Gu." Antagandet att de flesta hade gått in i detta var att materialet med de starkaste bindningarna skulle ha det mest förutsägbara, mest ordnade tillväxt, men det visade sig att det inte alltid var fallet. "
Faktiskt, denna kunskap ledde till ett nytt framsteg inom 2D -kristalltillväxt, där grafen och bornitrid förenas i planet, med dragkedjan som låsning mellan de två som åsidosätter de mjuka dubbarna. Det förskottet, i tur och ordning, skapade ännu en upptäckt - observation av "gränstillstånd" vid gränsen.
