Тюнинг поверхность дает вариации для металлической фольги

Просто как клонирование в биологии позволяет создавать одну или несколько реплик те же самые гены, раздал рост в химии может произвести очень большой металлической фольги с точно такой же текстурой поверхности, что посеяны под первым номером. Раздал роста очень популярна в синтезе трехмерных (3D) монокристаллов: 3Д кристаллы всегда росли в той же формы, только в качестве соли неизменно кубических монокристаллов.

Между тем, очень тонкой фольги/пленки могут расти в разных видах в зависимости от поверхностных структур. В качестве такого приложения могут варьироваться. Большие усилия были посвящены синтезу монокристаллическом металлической фольги, так как они имеют много важных приложений, таких как (I) подложку для поддержки синтеза различных двумерных (2D) материалы, (II) в технических свойствах материала, размещенного на нем, а также (III), что позволяет для селективного катализа, и (IV) изготовление металлических проводов с улучшенными электро-и теплопроводность. Несмотря на такие возможности, раздал роста применяется только в исключительных случаях, чтобы вырастить тонкие пленки из-за отсутствия знаний о том, как контролировать процесс роста.

Профессор Фэн Динг группы из Центра многомерной углеродных материалов, в рамках Института фундаментальной науки (ИБС, Южная Корея) в сотрудничестве с проф. Kaihui Лю группы и профессор Ван Энге группа из Пекинского университета, а также профессор Дапэн ю группы из Южного университета науки и технологии, о том, как дать изменения в монокристаллическом металлической фольги. Через окислительно-Сид отжига плюс раздал стратегии роста, исследовательская группа получила более чем 30 видах медной фольги размер бумаги А4 (~30×21 см2), что примерно такого же размера, как Нас законно.

Исследовательская команда изучает медной фольги, одна из самых популярных субстратов для поддержки роста графена и другие 2D-материалы. Хотя они получили один кристалл медь (cu) фольга в предыдущем исследовании (Вестник, 2017, 62, 1074-1080), они были в основном КР (111), чья поверхность ультра-плоским и, следовательно, менее активны, чем те, с шагом ребер и изломов. На основе теоретических расчетов, исследовательская команда пришла к выводу, что cu (111), как правило, образуются более легко, чем другие типы, так как КР (111) поверхность обладает низкой поверхностной энергией и, следовательно, является наиболее благоприятной структуры в природе. Это рассуждение привело их к гармонии поверхностной энергии cu фольга для получения монокристаллических металлических пленок с заданными типами поверхности.

Исследовательская группа вырезать «ген» маленького монокристаллическом фольги и «прилеплена» семя (ген), чтобы создать очень большие cu фольга с точно такой же текстурой поверхности, как наследуемым. Получить один кристаллических металлических семена с различной структурой поверхности, пленок поликристаллического КР были сначала окисляется, а затем отжигают при высокой температуре (1020 °С), что близко к температуре плавления меди, в течение нескольких часов. Когда КР был окислен, как его верхняя и нижняя поверхности были покрыты слоем оксида меди (CuxO). Как чистой поверхности ТС исчезает вследствие окисления, две поверхности фольги КР были преобразованы в два КР-CuxO интерфейсов после предварительного окисления. Это изменение перешли движущей силой отжига от поверхностной энергии для взаимодействия энергии. «Мы доказали, что, в отличие от поверхностных энергий, отличия интерфейса энергий разных cu фольга незначительны, поэтому поликристаллический КР пленок можно обжечь на множество различных типов монокристаллов случайным образом.», — объясняет профессор Фэн Динг, соответствующие автор исследования.

Затем небольшой кусочек фольги был вырезан из большого монокристаллической фольги с желаемой структуры поверхности семян для массового производства. Исследовательская группа обнаружила, что отжиг большой поликристаллической фольги КР с такого семени приведет к большому монокристаллической фольги КР с точно такой же структурой поверхности.

Были большие теоретические и экспериментальные усилия посвящены пониманию того, как они один кристаллический КР пленок были сформированы во время отжига. Такой процесс может быть понят в два этапа. Во-первых, структуру поверхности семени был скопирован в нижней части большие поликристаллической фольги КР и образуется аномальное зерно (зерна которых гораздо больше, чем другие, и имеет преимущество, чтобы расти дальше) с особой структурой поверхности. Во-вторых, рост патологических зерна в конечном итоге приводит к очень большой монокристаллического КР фольги с обозначенной структурой поверхности.

Из сотни отжига экспериментов, исследовательская группа получила библиотеку один кристаллический КР пленок с более чем 30 видах различных поверхностных структур. Размеры полученных монокристаллическом cu фольга достигло 39*21 см2, который был ограничен размерами печи отжига.

Кроме того, cu фольга, исследователи доказали, что этот раздал Стратегия роста может применяться для изготовления большой площади монокристаллических пленок других металлов, предполагая, что различные типы монокристаллических фольг из металлов могут быть доступны в ближайшем будущем. «Это достижение демонстрирует практический способ для масштабируемого синтеза чрезвычайно больших переходных металлов монокристаллических пленок с различными типами поверхности, которые долго нужные как для фундаментальной науки и инженерных приложений. Наше достижение открывает множество возможностей, таких как использование монокристаллических металлов в проводящие каналы в микро-устройств; использовать эти монокристаллических металлических фольг в качестве шаблонов для контролируемого синтеза различных двумерных материалов; Расти большой площади молекулярных моделей с выбранной металлической фольги; и избирательно катализируют химические реакции на поверхности фольги с определенной структурой», — отмечает профессор Kaihui Лю.

Исследовательская группа будет следующей целью понять механизм этого окисления-Сид посева и высевают роста на атомном уровне. Экспериментальные попытки синтезировать различные типы монокристаллических металлических фольг различных металлов или металлических сплавов, а также изучения широкого применения этих пленок.

сделать разницу: спонсорские возможности