Dwuwymiarowe materiały i heterostruktury kapilarne van der Waalsa
Połączenie dwumiarowych kryształów w jeden pionowy stos pozwala na uzyskanie wielu ekscytujących właściwości. Trzymające się razem za sprawą tych samych sił van der Waalsa, które spajają ze sobą materiały warstwowe, heterostruktury takie oferują większą liczbę kombinacji niż jakakolwiek inna tradycyjna metoda. Co jeszcze istotniejsze, zwiększona liczba funkcjonalności takich heterostruktur umożliwia uzyskanie szerokiego wachlarza potencjalnych zastosowań. Dotychczas, w celu budowy tranzystorów grafenowych o najwyższej mobilności dokonywano enkapsulacji grafenu w heksagonalnym azotku boru. Uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu 2D-HETEROSTRUCTURES (Graphene heterostructures by self-assembly: Top-down meets bottom-up) zajęli się problemem mieszania i dopasowywania kryształów o różnych właściwościach. Uczeni rozwinęli najpowszechniej stosowaną technikę tworzenia heterostruktur dwuwymiarowych. Metodę polegającą na transferze kryształów grafenu o dużej powierzchni dopracowano w celu wytwarzania rurek kapilarnych opartych na dwuwymiarowych heterostrukturach. Składające się z kilkuset równoległych kanalików rurki wykorzystano do badania zjawisk związanych z transportem cząsteczkowym. Dokładniej mówiąc, uczeni przyjrzeli się transportowi wody przez kanaliki o wysokości od pojedynczej warstwy atomów po kilkadziesiąt takich warstw. Wytworzone nanorurki kapilarne idealnie sprawdziły się w badaniu zjawiska uwięzienia ze względu na hydrofobowość ścianek grafenu. Oprócz ciekawych badań naukowych, technika opracowana w projekcie 2D-HETEROSTRUCTURES jest źródłem niezwykłych możliwości w zakresie zwiększenia skali wytwarzanych urządzeń, z kilku mikronów do rozmiarów wymaganych w przemyśle. Ponadto umożliwia ona wybieranie różnych materiałów dla warstw górnych i dolnych rurki kapilarnej, zastępujących grafen.
Słowa kluczowe
Van der Waalsa, heterostruktury, kryształy 2D, grafen, 2D-HETEROSTRUCTURES
