Crédito:Centros de excelencia ARC
El año pasado, Los investigadores de FLEET en RMIT desarrollaron un nuevo método innovador para depositar cristales atómicamente delgados (bidimensionales) utilizando metales fundidos, descrito como un avance 'único en una década'.
A principios de este año, el mismo equipo de investigación amplió el nuevo método de condiciones controladas a condiciones ambientales, y ha caracterizado adecuadamente los mecanismos de crecimiento de los óxidos de estaño clave, lo que debería permitir un mejor control del crecimiento de óxidos objetivo.
La técnica desarrollada en RMIT el año pasado introdujo metales líquidos (a base de galio) como un entorno de reacción exitoso para la síntesis de deseables, óxidos atómicamente delgados que eran inalcanzables con los métodos anteriores. Es un proceso tan barato y simple que un no científico podría realizarlo en una estufa de cocina.
Si bien el estudio inicial fue costoso, aleaciones especialmente diseñadas y un entorno a menudo estrictamente controlado, esta última investigación ha confirmado que se pueden formar materiales 2-D de alta calidad en condiciones ambientales utilizando estaño líquido más barato, simplificar la investigación y las aplicaciones futuras.
Los investigadores también caracterizaron el mecanismo de crecimiento por primera vez, la creación de una "hoja de ruta" de formación y crecimiento de cristales. Tal crecimiento resultó sorprendentemente complejo, con pequeñas 'islas' de óxidos de estaño (SnOx) que se forman en monocapas perfectas de monóxido de estaño (SnO) 2-D, antes de espesar y tomar más oxígeno para convertirse en dióxido de estaño (SnO2).
Imágenes de microscopía electrónica de transmisión (TEM) de (a) frescas, (b) amarillo, (c) óxidos de estaño rosados y (d) grises. Crédito:Centros de excelencia ARC
Aplicaciones futuras
Así de simple, El método repetible de cultivo de cristales de óxido de estaño 2-D se puede expandir a otros metales líquidos de bajo punto de fusión y sus aleaciones.
Habiendo caracterizado adecuadamente los mecanismos de crecimiento, Los investigadores creen que debería ser posible controlar la tasa de formación de óxido en la superficie mediante un control cuidadoso del contenido de oxígeno atmosférico. y, por tanto, controlar el número y el grosor de las capas de óxido y la estequiometría resultante.
Los óxidos de estaño son de particular interés como materiales bidimensionales. Electrónicamente, pueden ser semiconductores de tipo p (SnO) o de tipo n (SnO2), que es de gran interés para los diseñadores de transistores de efecto de campo (FET).
La evolución de los óxidos de estaño 2-D en la superficie del estaño fundido se publicó en Comunicaciones químicas en enero de 2018.
El estudio se realizó utilizando las instalaciones y la experiencia del Centro de Investigación de Microscopía y Microanálisis de Australia en el Centro de Microscopía y Microanálisis de RMIT. y el Micro Nano Research Facility en RMIT. El coautor Torben Daeneke recibió el apoyo del programa de becarios de investigación del vicerrector de RMIT.
