A primera vista, parece como si miles de millones de átomos de plomo hubieran desaparecido misteriosamente. Cuando se expone al calor, una capa de plomo recubierta sobre una superficie de níquel se vuelve casi invisible de un momento a otro. En realidad, la más mínima perturbación hace que estos átomos cambien repentinamente de una forma amplia de "panqueque plano" a un hemisferio compacto. Este notable fenómeno fue revelado por primera vez por investigadores del Instituto MESA + de Nanotecnología de la Universidad de Twente, que desde entonces han publicado sus resultados en Cartas de revisión física .
Un recubrimiento de plomo sobre una superficie de níquel tiene propiedades electrónicas inusuales que hacen que se forme "panqueques" planos, que consta de miles de millones de átomos dispuestos en una estructura cristalina. Estos "panqueques" de plomo sólido están estabilizados mecánicamente cuánticamente y tienen un grosor de solo un par de docenas de átomos. Cuando se expone a un calentamiento gradual, nada cambia mucho al principio. Aproximadamente a 520 Kelvin (247 grados Celsius), sin embargo, el revestimiento de plomo de repente parece desaparecer por completo. En el espacio de unos pocos milisegundos, las "astillas" de plomo se transforman en hemisferios con un radio (o "altura") de unos pocos micrómetros. Curiosamente, todo esto tiene lugar a una temperatura por debajo del punto de fusión del plomo. Los hemisferios también, consisten en plomo sólido. Entonces no se ha perdido ninguna masa el material simplemente ha adquirido una configuración espacial diferente.
La técnica utilizada por los investigadores para observar este proceso se conoce como Microscopía Electrónica de Baja Energía (LEEM). Solo existen unos pocos microscopios de este tipo, pero dos se han instalado recientemente en los Países Bajos. Están diseñados para bombardear superficies con electrones de baja energía. Esto los hace especialmente adecuados para realizar observaciones precisas de fenómenos y eventos superficiales en películas delgadas.
La abrupta transformación de plano a esférico se puede explicar en términos de la forma energéticamente más favorable. Desde este punto de vista, los hemisferios hacen un uso mucho más eficaz de las superficies, mientras que los panqueques no son muy estables. Recientemente ha habido una expansión masiva en nuestra comprensión de los procesos atómicos hasta el nivel de átomos individuales, facilitado por técnicas experimentales como la microscopía de túnel de barrido (STM), junto con teorías recientemente desarrolladas. Aún así, no podemos dar cuenta de la gran velocidad a la que tiene lugar esta transición.
Al transponer una astilla bidimensional a un hemisferio tridimensional, es posible calcular la altura de esta última estructura. Para este propósito, se supone que la astilla tiene forma circular.
Sin embargo, Esta transición superrápida recientemente descubierta de dos a tres dimensiones se basa en una delicada interacción entre varios átomos, una especie de proceso grupal. En su artículo publicado, Estos investigadores de Twente expresan la opinión de que una explicación más detallada de la transición muy rápida de plano a esférico solo será posible cuando tengamos una mejor comprensión teórica fundamental de los fenómenos de nivel meso. LEEM se puede utilizar para realizar observaciones directas de nuevos fenómenos a mesoescala, generando así datos cruciales para nuestro conocimiento de este campo. La importancia de estos resultados es que nos darán una comprensión más profunda de la estabilidad de las nanoestructuras.
El artículo titulado "Desintegración anómala de mesas de plomo estabilizadas electrónicamente en Ni (111)" de Tjeerd Bollmann, Raoul van Gastel, Harold Zandvliet y Bene Poelsema ha sido publicado en Cartas de revisión física . Este septiembre Tjeerd Bollmann defendió con éxito su tesis doctoral titulada "Escape from Flatland", que fue supervisado por el Prof. Bene Poelsema (UT) y el Prof. Joost Frenken (UL).
