(Phys.org) —Investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía y la Universidad de Tennessee, Knoxville ha sido pionera en una nueva técnica para formar un bidimensional, Hoja de un solo átomo de dos materiales diferentes con un límite uniforme.

El estudio, publicado en la revista Ciencias , podría permitir el uso de nuevos tipos de materiales híbridos 2-D en aplicaciones tecnológicas e investigación fundamental.

Al repensar un método tradicional de cultivo de materiales, los investigadores combinaron dos compuestos, grafeno y nitruro de boro, en una sola capa de solo un átomo de espesor. Grafeno que consta de átomos de carbono dispuestos en forma hexagonal, anillos en forma de panal, ha atraído oleadas de atención debido a su alta resistencia y propiedades electrónicas.

"La gente llama al grafeno un material maravilloso que podría revolucionar el panorama de la nanotecnología y la electrónica, "Dijo An-Ping Li de ORNL." De hecho, el grafeno tiene mucho potencial, pero tiene limites. Para hacer uso del grafeno en aplicaciones o dispositivos, necesitamos integrar el grafeno con otros materiales ".

Un método para combinar diferentes materiales en heteroestructuras es la epitaxia, en el que un material crece sobre otro de manera que ambos tienen la misma estructura cristalina. Para cultivar los materiales 2-D, el equipo de investigación de ORNL-UT dirigió el proceso de crecimiento horizontalmente en lugar de verticalmente.

Los investigadores primero cultivaron grafeno en una lámina de cobre, grabó el grafeno para crear bordes limpios, y luego creció nitruro de boro a través de la deposición de vapor químico. En lugar de adaptarse a la estructura de la capa base de cobre como en la epitaxia convencional, los átomos de nitruro de boro adoptaron la cristalografía del grafeno.

"La pieza de grafeno actuó como semilla para el crecimiento epitaxial en el espacio bidimensional, de modo que la cristalografía del nitruro de boro está determinada únicamente por el grafeno, "Dijo Gong Gu de UT.

La técnica del equipo no solo combinó los dos materiales, También produjo un límite atómicamente nítido, una interfaz unidimensional, entre los dos materiales. La capacidad de controlar cuidadosamente esta interfaz, o "heterounión, "es importante desde una perspectiva aplicada y fundamental, dice Gu.

"Si queremos aprovechar el grafeno en una aplicación, tenemos que hacer uso de las propiedades de la interfaz, ya que, como dijo una vez el premio Nobel Herbert Kroemer, 'la interfaz es el dispositivo, '", Dijo Li." Al crear esta limpieza, coherente, Interfaz 1-D, nuestra técnica nos brinda la oportunidad de fabricar dispositivos basados ​​en grafeno para aplicaciones reales ".

La nueva técnica también permite a los investigadores investigar experimentalmente el límite de nitruro de boro-grafeno científicamente intrigante por primera vez.

"Existe una gran cantidad de literatura teórica que predice maravillosas propiedades físicas de este límite peculiar, en ausencia de validación experimental hasta ahora, "dijo Li, quien lidera un esfuerzo de ORNL para estudiar las relaciones estructura-transporte a nivel atómico utilizando la instalación única de microscopía de túnel de barrido de cuatro sondas del laboratorio. "Ahora tenemos una plataforma para explorar estas propiedades".

El equipo de investigación anticipa que su método se puede aplicar a otras combinaciones de materiales 2-D, asumiendo que las diferentes estructuras cristalinas son lo suficientemente similares como para coincidir entre sí.