表征氧化锡生长:提高对突破性液态金属2D技术的理解

去年,RMIT的FLEET研究人员开发了一种突破性的新方法,使用熔融金属沉积原子薄(二维)晶体,被称为“十年一遇”的进步。

研究的合著者舰队博士生丽贝卡·奥雷尔-特里格将讨论液态金属沉积RRR电台节目爱因斯坦a-Gogo5月

今年早些时候,同一个研究小组将新方法从受控扩展到环境条件,并正确地描述了关键锡氧化物的生长机制,这应该可以改进对目标氧化物生长的控制。

这项技术是皇家墨尔本理工学院去年开发的引入液态金属(以镓为基础)作为一个成功的反应环境,用于合成理想的、原子薄的氧化物,这是用以前的方法无法实现的。这是一个如此廉价和简单的过程,一个非科学家可以在厨房的炉子上完成。

虽然最初的研究使用了昂贵的、专门设计的合金和通常严格控制的环境,但这项最新的研究已经证实,使用更便宜的液态锡可以在环境条件下形成高质量的2D材料,简化了未来的研究和应用。

研究人员还首次描述了晶体的生长机制,绘制了晶体形成和生长的“路线图”。事实证明,这种生长过程令人惊讶地复杂,在更大的、完美的2D氧化锡(SnO)单层上形成了氧化锡(SnOx)的小“岛屿”,然后变厚并吸收更多的氧气成为二氧化锡(SnO)2).

未来的应用

显微镜图片

(a)新鲜、(b)黄色、(c)粉红色和(d)灰色锡氧化物的透射电子显微镜(TEM)图像

这种简单、可重复的二维氧化锡晶体生长方法可以扩展到其他低熔点液态金属及其合金。

在正确地描述了生长机制之后,研究人员认为,通过仔细控制大气中的氧含量来控制表面氧化物的形成速度应该是可能的,从而控制氧化层的数量和厚度以及由此产生的化学计量学。

锡氧化物作为二维材料是特别有意义的。在电子上,它们可以是p型(SnO)或n型(SnO)2)半导体,这是场效应晶体管(FET)设计人员非常感兴趣的。

这项研究

二维锡氧化物在熔融锡表面的演化化学通讯2018年1月。

这项研究使用了RMIT显微与微分析研究设施的设施和专业知识,以及RMIT的微纳米研究设施。合著者Torben Daeneke获得了皇家墨尔本理工学院副校长研究员计划的支持。

去年的研究发表在科学,并被广泛讨论,包括在《科学日报》美国广播公司.看到RMIT网站获取更多信息。

2D材料和FLEET

原子薄材料的沉积是FLEET寻求开发新一代超低能量电子产品的关键。研究的共同作者Rebecca Orrell-Trigg, Ali Zavabeti, Torben Daeneke, Paul Atkin和Kourosh Kalantar-Zadeh在FLEET工作使能技术A通过理论、合成和表征开发了新型二维半导体材料。

FLEET是澳大利亚研究委员会资助的研究中心,汇集了100多名澳大利亚和国际专家,开发新一代超低能耗电子产品。

想了解更多吗?

图片

原子力显微镜(AFM)图像(a)新鲜,(b)黄色和(c)粉红色的锡氧化物

液体镓

墨尔本议员亚当·班特FLEET RMIT节点领导者Kourosh Kalantar-Zadeh研究液体镓

该研究的合著者FLEET最后一年的博士候选人Ali Zavabeti

RMIT实验室

合著者Paul Atkin博士