Crédito:Instituto de Física de Leiden
Las fascinantes propiedades del grafeno, una sola capa de átomos de carbono, han sido ampliamente celebradas. El grafeno no solo exhibe una física notable, también es muy prometedor para nuevas aplicaciones, como pantallas de visualización flexibles y células solares. Pero los científicos no se satisfacen fácilmente. Ha comenzado la búsqueda de materiales de próxima generación:pilas en capas compuestas de hojas individuales de materiales 'planos' como el nitruro de boro (BN), grafeno (C) o disulfuro de tungsteno (WS 2 ).
El truco es que tal pastel de capas no es solo la suma de sus partes. Es posible que obtenga propiedades completamente diferentes de las de las capas individuales. Esto incluso se aplica a dos capas del mismo tipo; El grafeno bicapa no se parece en nada a su primo monocapa. Todo depende de cómo interactúan las capas. El físico de Leiden Sense Jan van der Molen y su grupo han desarrollado un método para determinar la interacción entre capas en cada combinación de materiales.
LEEM
Usando una técnica llamada microscopía electrónica de baja energía (LEEM), hacen brillar electrones de muy baja energía en una muestra. Para cada nivel de energía, graban una imagen de la superficie, diciéndoles cuántos electrones se reflejan. Esto les da toda la información necesaria para determinar la interacción entre capas y, por lo tanto, las propiedades del material recién creado. Su método resuelve detalles 100, 000 veces más pequeño que otras técnicas. Esto es crucial porque los nanomateriales novedosos suelen ser extremadamente pequeños, menos que el grosor de un cabello humano.
A la medida
Los físicos de Leiden estudian pilas de materiales en capas utilizando una técnica novedosa. Ahora pueden responder a la pregunta de si una determinada pila de varios materiales tiene propiedades diferentes de sus constituyentes al sondear las interacciones entre capas. Emplearon este método para verificar que el grafeno (gris) interactúa fuertemente con el grafeno, y el nitruro de boro (violeta) interactúa fuertemente con el nitruro de boro, mientras que el grafeno no se ve influenciado por la presencia de nitruro de boro. Vemos en la parte superior derecha el material resultante:diferentes propiedades (matices) para la combinación de grafeno + grafeno y nitruro de boro + nitruro de boro, pero sin interacción entre el grafeno y el nitruro de boro. En la parte inferior derecha vemos un estado hipotético donde todas las capas interactúan para formar un material completamente nuevo, que no es el caso en este ejemplo. Crédito:Instituto de Física de Leiden
`` Utilizamos nuestro método para demostrar que el nitruro de boro y el grafeno no interactúan entre sí como solo se suponía hasta ahora, 'dice el primer autor y compañero de Veni, Johannes Jobst. 'Pero mas importante, muestra el potencial de esta novedosa técnica. Ahora podemos estudiar cualquier otra combinación de capas, como semiconductores en grafeno, o dos semiconductores diferentes. Y una vez que entendemos cómo funciona esta interacción, podemos diseñar libremente materiales que se adapten a necesidades específicas ”.
