Por primera vez, Investigadores de Missouri S&T han demostrado que las películas delgadas de cobre altamente ordenadas se pueden cristalizar directamente en una capa de material orgánico de una molécula de espesor en lugar de en los sustratos inorgánicos que se han utilizado durante años.

Las películas delgadas de cobre que han producido son excelentes candidatas para su uso como sustancias subyacentes para las células solares. LEDs, y superconductores de alta temperatura, dice el Dr. Jay Switzer, Profesor de Canciller y Profesor Emérito de Química de los Curadores, quien es el investigador principal del proyecto. Switzer dice que otros investigadores han electrodepositado previamente películas delgadas en monocapas autoensambladas (SAM) de moléculas orgánicas, pero esas películas carecían del orden en el plano y fuera del plano requerido para las aplicaciones electrónicas.

"Como la forma en que las conchas marinas, se forman huesos o dientes, Hemos encontrado una manera de dar a las películas de cobre el nivel adecuado de orden cristalino y durabilidad para sus aplicaciones. "dice Switzer." Con nuestro proceso, que imita la biomineralización, estamos creando películas delgadas inorgánicas con cualidades superiores de orden de cristal único, alta conductividad y flexibilidad ".

En sus experimentos, los investigadores electrodepositaron cobre en una sola capa de L-cisteína, un aminoácido formador de proteínas que se colocó en capas ordenadas de oro sobre silicio. Después de que el cobre cristalizara en una película ordenada, pudieron levantar un solo, Lámina con forma de cristal simplemente usando cinta adhesiva. Su proceso proporciona una ruta económica hacia láminas metálicas independientes con propiedades que imitan las de los costosos cristales individuales. señalan los investigadores.

Switzer dice que su método muestra la importancia de la molécula de cisteína para dirigir el crecimiento de estructuras cristalinas ordenadas. Como contribución a la ciencia, señala que el método permitirá trabajar en el futuro sobre la deposición de películas ordenadas de otros materiales importantes, como semiconductores y catalizadores, en monocapas orgánicas autoensambladas. El método también puede resultar para minimizar los efectos de la falta de coincidencia de la red que a veces limitan epitaxial, o cristalino, crecimiento.

Otros científicos de ciencia y tecnología de Missouri en el equipo incluyen al Dr. Avishek Banik, investigador postdoctoral en química; Dr. Eric Bohannan, un especialista senior en investigación en el Centro de Investigación de Materiales de S&T; y Bin Luo, estudiante de doctorado en química.

Los hallazgos del equipo se publicarán en el próximo número de la American Chemical Society's Revista de química física C y están disponibles ahora en línea en el estudio, "Electrodeposición epitaxial de Cu (111) sobre una monocapa autoensamblada de L-cisteína en Au (111) y despegue epitaxial de CuFoils de tipo monocristalino para componentes electrónicos flexibles".