Procedimientos experimentales. (A) Las máscaras metálicas que consisten en Pd (10 nm) y Au (15 nm) se fabrican en la superficie recién escindida de una muestra de HOPG mediante litografía por haz de electrones y técnicas de despegue. Las estructuras de mesa emergen durante un grabado con plasma de oxígeno seco, que adelgaza selectivamente solo la superficie de HOPG no protegida en 50 nm. Las estructuras de mesa se cortan a lo largo de un plano de deslizamiento basal aplicando una fuerza correspondiente a la superficie superior del metal. (B) La energía de adhesión se determina midiendo la fuerza de tensión de la línea FL que actúa sobre mesas cilíndricas cortadas. Es posible la estabilización de un eje de rotación, permitiendo la rotación de la mesa alrededor del eje del cilindro, mientras que una estructura con mancuernas proporciona múltiples equilibrios estables siempre que las secciones cilíndricas se superponen. (C) Esquema del experimento AFM. Se suelda en frío una punta de Pt / Ir a la máscara de metal en la parte superior de las mesas. La fuerza se aplica mediante un movimiento cortante, y la fuerza cortante se mide mediante la torsión en voladizo inducida. (D) Imagen de microscopía electrónica de barrido de estructuras de mesa cilíndricas con un radio de 200 nm y una profundidad de grabado de 50 nm. (E) Imagen AFM de una mesa cilíndrica completamente cortada (rango de altura de 100 nm mapeado en una escala de color no lineal). La mesa se cortó en un plano basal de 10 nm por encima de la superficie del sustrato, y la sección superior se colocó sobre la superficie del sustrato a la derecha de la mesa original. El punto de contacto de la punta cerca del centro es visible como un pequeño montículo en la superficie superior de Au. Crédito:(c) Ciencias 8 de mayo de 2015:Vol. 348 no. 6235 págs. 679-683. DOI:10.1126 / science.aaa4157
(Phys.org):un pequeño equipo de investigadores de IBM Research – Zürich, ha encontrado una nueva forma de medir la fricción involucrada cuando dos planos de grafito pirolítico altamente ordenado (HOPG) se mueven uno contra el otro. En su artículo publicado en la revista Ciencias , el equipo explica cómo funciona su técnica y qué encontraron al usarla con algunos materiales de grafito. Kenneth Liechti de la Universidad de Texas ofrece un Perspectiva sobre el trabajo realizado por el equipo en el mismo número de la revista y sugiere formas en las que la nueva técnica podría resultar útil para el diseño y la confiabilidad de sistemas nano y microeléctricos.
A medida que avanzó el trabajo en el desarrollo de materiales 2D, más famoso con grafeno o nanotubos, otros investigadores han estado ocupados estudiando estos materiales para aprender más sobre sus propiedades; la esperanza es que puedan resultar útiles para desarrollar sistemas eléctricos extremadamente pequeños. Sin embargo, para que eso suceda, Deben entenderse cosas como cómo funciona la fricción con ellos. Hasta ahora, Los científicos que intentan medir la fricción con materiales 2D a nanoescala han tenido que usar sondas, observando y midiendo las oscilaciones que se producen cuando dos de los materiales se frotan entre sí. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han encontrado una forma de medir ese tipo de fricción sin tener que tocar ninguno de los materiales.
El equipo de IBM usó un microscopio de fuerza atómica para aplicar una fuerza de corte a dos discos de HOPG (aproximadamente 50 nm de espesor con radios que van de 50 a 300 nm). El método permite medir el impacto de fricción en los discos cuando se empujan de diferentes maneras:con fricción lateral, por ejemplo, cuando un disco se mueve a lo largo de una línea recta contra otro, o cuando la torsión está involucrada al girar o hacer girar un disco sobre el otro.
Como parte de su investigación, El equipo también encontró varios casos de estados de equilibrio que resultaron del movimiento de los discos entre sí, un hallazgo que podría conducir a un método de uso de materiales HOPG como interruptores en un dispositivo de memoria. Como señala Liechti, los investigadores han encontrado una mejor manera de medir la fricción con el uso de dicho material y con materiales en capas a nanoescala en general, lo que podría ayudar a allanar el camino para su uso en futuros dispositivos a nanoescala.
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