El grafeno consta de una sola capa de átomos de carbono. Electrónica excepcional, térmico, mecánico, y las propiedades ópticas han hecho del grafeno uno de los materiales más estudiados en este momento. Para muchas aplicaciones en electrónica y tecnología energética, sin embargo, el grafeno debe combinarse con otros materiales. Dado que el grafeno es tan delgado, sus propiedades cambian drásticamente cuando otros materiales entran en contacto directo con él.

Sin embargo, combinar grafeno con otros materiales a nivel molecular es difícil. La forma en que el grafeno interactúa con otros materiales depende no solo del material que elija, sino también sobre cómo estos materiales se ponen en contacto con el grafeno. En lugar de pegar una capa de material terminado al grafeno, los átomos apropiados se ponen en contacto con el grafeno de tal manera que "crecen" sobre el grafeno en la estructura cristalina deseada.

Hasta ahora, los mecanismos del crecimiento de otros materiales en el grafeno a menudo no estaban claros. Un nuevo estudio conjunto de equipos de investigación de Tu Wien y la Universidad de Viena observa por primera vez ahora cómo crece el óxido de indio en el grafeno. La combinación de óxido de indio con grafeno es importante, por ejemplo para pantallas y sensores. Los resultados ya se han presentado en la revista científica. Materiales funcionales avanzados .

Pizza de grafeno

"Como con una pizza, La tecnología del grafeno no solo depende de la base de la pizza de grafeno, sino también de sus ingredientes, "explica Bernhard C. Bayer del Instituto de Química de Materiales de TU Wien, quien dirigió el estudio. "La forma en que se aplican estos ingredientes al grafeno es, sin embargo, crucial."

En la mayoría de los casos, los átomos en estado gaseoso se condensan en el grafeno. En el caso del óxido de indio, estos son indio y oxígeno. "Pero hay muchos parámetros, como la presión de fondo, temperatura o la velocidad a la que estos átomos se dirigen al grafeno que influyen drásticamente en el resultado, "dice Bernhard Bayer." Por lo tanto, es importante desarrollar una comprensión fundamental de los procesos químicos y físicos que realmente tienen lugar. Pero para hacer esto tienes que observar el proceso de crecimiento a medida que avanza. "

Esto es exactamente lo que el equipo de investigación ha logrado hacer ahora:por primera vez, Los pasos individuales de cultivo de óxido de indio en grafeno se observaron en el microscopio electrónico a resolución atómica.

Distribuidos aleatoriamente o perfectamente alineados

"Lo que fue particularmente interesante para nosotros fue la observación de que, dependiendo de la presión de fondo, los cristalitos de óxido de indio se colocan al azar en la red cristalina del grafeno o se encajan perfectamente entre sí como ladrillos de Lego. Esta diferencia en la disposición puede tener un impacto importante en las propiedades de aplicación de los materiales combinados. "dice Kenan Elibol, primer autor del estudio. Los nuevos hallazgos serán útiles para hacer que la integración del grafeno con otros materiales sea más predecible y controlable con respecto a los requisitos de aplicaciones futuras.