Diamantähnlicher Kristall aus Graphen entwickelt
Südkoreanische Wissenschaftler entwickeln neuen Halbleiter für Nanoelektronik und -optik
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Graphen (links) und ein diamantähnlicher Kristall (Foto/Grafik: ibs.re.kr) |
Daejeon/Ulsan (pte027/10.12.2019/13:30) Forscher des südkoreanischen Center for Multidimensional Carbon Materials http://ibs.re.kr (CMCM) haben den eigenen Angaben nach dünnsten diamantähnlichen Kristall hergestellt. Dies gelang mithilfe von Graphen. Sie legten zwei dieser Filme übereinander und setzten auf eine neuartige Umwandlung. Bisher wird Graphit in Industriediamanten umgewandelt, indem das schwarze Material schier unvorstellbar hohem Druck ausgesetzt wird.
Doppelfilm mit Fluor bestückt
Die südkoreanischen Wissenschaftler entschieden sich für eine Behandlung des Doppelfilms mit Fluor. Dieses gewannen sie aus den Dämpfen von Xenonfluorid. Die Reaktion fand bei mäßigem Druck statt. Das Ergebnis war ein diamantähnlicher Kristall, in den Fluoratome eingebaut sind. Den Graphen-Doppelfilm erzeugten die Experten durch Chemische Gasphasenabscheidung auf einem Einkristall aus einer Kupfer-Nickel-Legierung CuNi(111). Als Gas setzten sie ein Gemisch aus Methan und Wasserstoff ein.
"Die Fluorierung funktioniert bei nahezu Raumtemperatur und niedrigem Druck", sagt Pavel V. Bakharev, Erstautor der Studie. Rodney S. Ruoff, CMCM-Direktor und Professor am Ulsan National Institute of Science and Technology http://unist.ac.kr , glaubt, dass dieser Erfolg weltweites Interesse an derartigen Kristallen wecken wird. Die elektronischen und mechanischen Eigenschaften dieses dünnen Films könnten durch Oberflächenbehandlung verändert werden. Infrage kommen Nanopattering, das Einritzen von Mustern im Nanomaßstab oder den Austausch von Atomen an der Oberfläche.
Anschub für Miniaturisierung
Ungewöhnlich für einen Kristall: Der Doppelfilm ist biegsam, was seine Anwendung erleichtert. Er ist außerdem ein Halbleiter mit ungewöhnlich großer Bandlücke. Diese ist bei Leitern, Nichtleitern und Halbleitern unterschiedlich. Da der neue Kristall äußerst klein ist, hat er ein hohes Potenzial in Nanooptik und Nanoelektronik. Nach Ansicht der Forscher ist doe Innovation als Plattform für mikro- und nano-elektromechanische Systeme geeignet. Im Zuge der Miniaturisierung von elektronischen, optischen und elektromechanischen Systemen könnten diese diamantähnlichen Strukturen hohe Bedeutung bekommen.
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