(Phys.org) —La Facultad de Ingeniería deUT ha aparecido en titulares recientes por descubrimientos de que, aunque atómicamente pequeño, podría impactar nuestro mundo moderno.

los procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , la revista científica oficial de la organización, publicó recientemente un estudio interdisciplinario dirigido por el profesor asociado del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación, Gong Gu.

El equipo de Gu, que incluía al profesor Gerd Duscher del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales y estudiantes tanto de ingeniería como del Departamento de Física, se centró en el papel de las interacciones epicapa-sustrato para determinar las relaciones de orientación en la epitaxia de van der Waals.

En términos rudimentarios, el estudio analizó el crecimiento de un atómico delgado, o bidimensional, cristal, la depiladora, sobre un sustrato. El sustrato puede ser a granel, o tridimensional, cristal u otro cristal bidimensional.

"La epitaxia convencional es como apilar bloques de Lego, "dijo Gu." Los espárragos y cilindros son rígidos y por lo tanto deben combinarse muy bien. El enlace covalente entre una depiladora tridimensional y un sustrato 3D es así ".

"Ahora imagina piezas de Lego con tacos y cilindros flexibles, que no tienen que entrelazarse exactamente, sino que interactúan débilmente y tienes una idea de lo que es la epitaxia de van der Waals ".

Fue con esos "bloques" de van der Waals que el equipo de Gu hizo su sorprendente descubrimiento:los pares que interactúan débilmente tienden a alinearse orientacionalmente entre sí, en algunos aspectos mejor que los pares más fuertemente unidos.

El equipo realizó su investigación con cristales 2D de grafeno y nitruro de boro hexagonal, como el grafeno interactúa más fuertemente con el sustrato pero no siempre se alinea con él, mientras que el nitruro de boro hexagonal se alinea estrictamente.

Los bordes de los cristales 2D "dirigen" su crecimiento desde el principio. La interacción borde-sustrato más fuerte distorsiona las posiciones de los átomos en el sustrato, dejando el cristal 2D sin una buena plantilla para alinear.

"Eso fue algo sorprendente, "dijo Gu." La suposición de que la mayoría de la gente había entrado en esto era que los materiales con los enlaces más fuertes tendrían los más predecibles, crecimiento más ordenado, pero se demostró que no siempre es así ".

De hecho, Este conocimiento condujo a otro avance reciente en el crecimiento de cristales 2D, donde el grafeno y el nitruro de boro se unen en el plano, con el cierre similar a una cremallera entre los dos anulando los tacos blandos. Ese avance, Sucesivamente, dio lugar a otro descubrimiento:la observación de "estados de frontera" en la frontera.