• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Grafen:Det handlar om toppings

    Indiumoxid på ett grafenlager. Kredit:Wiens tekniska universitet

    Grafen består av ett enda lager av kolatomer. Exceptionell elektronisk, termisk, mekanisk, och optiska egenskaper har gjort grafen till ett av de mest studerade materialen för tillfället. För många applikationer inom elektronik och energiteknik, dock, grafen måste kombineras med andra material. Eftersom grafen är så tunn, dess egenskaper förändras drastiskt när andra material bringas i direkt kontakt med den.

    Dock, att kombinera grafen med andra material på molekylär nivå är svårt. Hur grafen interagerar med andra material beror inte bara på vilket material du väljer, men också om hur dessa material kommer i kontakt med grafenet. Istället för att fästa ett färdigt materiallager på grafenet, de lämpliga atomerna bringas i kontakt med grafenet på ett sådant sätt att de "växer" på grafenet i önskad kristallstruktur.

    Fram till nu har mekanismerna för tillväxten av andra material på grafen ofta varit oklara. En ny gemensam studie av forskarlag från Tu Wien och universitetet i Wien observerar nu för första gången hur indiumoxid växer på grafen. Kombinationen av indiumoxid med grafen är viktig, till exempel för displayer och sensorer. Resultaten har nu presenterats i den vetenskapliga tidskriften Avancerade funktionella material .

    Grafen pizza

    "Som med en pizza, grafenteknologin är inte bara beroende av grafenpizzabasen utan också på dess toppings, "förklarar Bernhard C. Bayer från Institute of Materials Chemistry vid TU Wien, som ledde studien. "Hur dessa toppings appliceras på grafen är, dock, avgörande."

    I de flesta fallen, atomer i gasform kondenseras på grafenet. När det gäller indiumoxid, dessa är indium och syre. "Men det finns många parametrar som bakgrundstryck, temperatur eller hastigheten med vilken dessa atomer riktas mot grafenet som påverkar resultatet drastiskt, ", säger Bernhard Bayer. "Det är därför viktigt att utveckla en grundläggande förståelse för de kemiska och fysikaliska processer som faktiskt äger rum. Men för att göra detta, du måste titta på tillväxtprocessen när den fortskrider. "

    Det är precis vad forskargruppen nu har lyckats med:för första gången, de individuella stegen att odla indiumoxid på grafen observerades i elektronmikroskopet vid atomupplösning.

    Slumpmässigt fördelad eller perfekt anpassad

    "Det som var särskilt intressant för oss var observationen att, beroende på bakgrundstrycket, indiumoxidkristallerna ordnar sig antingen slumpmässigt på grafenens kristallgitter eller knäpper perfekt mot varandra som legoklossar. Denna skillnad i arrangemang kan ha stor inverkan på appliceringsegenskaperna hos de kombinerade materialen, säger Kenan Elibol, första författare till studien. De nya rönen kommer att vara användbara för att göra integrationen av grafen med andra material mer förutsägbar och kontrollerbar med hänsyn till framtida tillämpningskrav.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com