Rice-yliopiston ja bangalorelaisen Intian tiedeinstituutin tutkijat, ovat löytäneet menetelmän tehdä atomisesti tasaista galliumia, jolla on lupauksia nanomittakaavan elektroniikalle. Ricen materiaalitieteilijä Pulickel Ajayanin ja Intian kollegat loivat kaksiulotteisen galleneenin. Kyse on ohutkalvoista johtavaa materiaalia, joka on galliumia, kuten grafeeni on hiiltä.
Uudella kaksiulotteisella materiaalilla näyttää olevan taipumus sitoutua puolijohteiden, kuten piin kanssa ja tehdä tehokkaan metallikontaktin kaksiulotteisissa elektronisissa laitteissa.
Galliumi on metalli, jolla on alhainen sulamispiste; toisin kuin grafeenilla ja monilla muilla 2D-rakenteilla, joten sitä ei voida vielä kasvattaa höyryfaasikerrostusmenetelmillä. Lisäksi galliumilla on taipumus hapettua nopeasti.
Kun grafeenin varhaiset näytteet irrotettiin grafiitista teippinauhalla, galliumkerrosten väliset sidokset ovat liian vahvoja tällaiseen temppuun.
Niinpä tutkijat käyttivät lämpöä. He aloittivat kuumentamalla galliumia 29,7 asteeseen, aivan sen sulamispisteen alapuolelle. Se riitti siirtämään tipan galliumia lasilevylle. Kun tippa jäähtyi hiukan, tutkijat puristivat tasaisen piidioksidipalan sen päälle irrottaen näin muutamia kerroksia galleneenia.
Sitten he kuorivat galleneenia muihin substraatteihin, mukaan lukien galliumnitridi, galliumarsenidi, pii ja nikkeli. Tämä antoi heille mahdollisuuden vahvistaa, että tietyillä galleneenin ja substraatin yhdistelmillä on erilaiset elektroniset ominaisuudet ja että näitä ominaisuuksia voidaan virittää sovelluksiin.
Tutkijoiden mukaan samaa menetelmää voidaan tutkia muille metalleille ja yhdisteille, joilla on alhaiset sulamispisteet.
- Kaksiulotteisuutta läheneviä metalleja on vaikea erotella, koska ne ovat enimmäkseen lujia, ei-kerrostuneita rakenteita. Galleneeni on poikkeus, joka voisi kattaa metallien tarpeen 2-D-maailmassa, toteavat tutkijat Ricen tiedotteessa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 19.3.2018
