Några år sedan, en lovande ny typ av nanomaterial observerades experimentellt, som kombinerar halvledarnas dygder med grafen. Materialet bildas av nanokristaller som spontant samlas i en bikakestruktur. Tills nu, det var oklart varför nanokristaller visar detta specifika beteende, men Utrecht -forskarna Giuseppe Soligno och Daniel Vanmaekelbergh har nu utvecklat en simuleringsmodell som återger bildandet av dessa nanostrukturer i detalj. Forskarna publicerade sina resultat i Fysisk granskning X.

Optoelektroniska egenskaper

Fyrkantiga och bikakegaller är av stort intresse för halvledartillämpningar, tack vare deras optoelektroniska egenskaper. "Denna unika kombination av halvledar -nanokristaller som antar strukturen av grafen är en av materialvetenskapens heliga grailer, "Vanmaekelbergh förklarar. I sin nya modell, forskarna har inkluderat alla relevanta krafter som är inblandade i självmontering. De resulterande simuleringarna visar att justering av endast några parametrar styr det slutliga resultatet. Särskilt, den sammansatta strukturen beror på samspelet mellan gränssnittsadsorptionskrafter och kortdistanselektrostatiska krafter mellan nanokristallerna.

Kontrollerad självmontering

Modellen hjälper forskare att förstå hur man experimentellt kontrollerar självmonteringen av nanokristaller, och kan enkelt förlängas för att studera självmontering av nanopartiklar vid vätske-vätskegränssnitt i olika strukturer. Resultaten kan så småningom användas i halvledarindustrin för att bättre producera nanomaterial.