idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Science Video Project
idw-Abo

idw-News App:

AppStore

Google Play Store



Instanz:
Teilen: 
26.04.2021 14:05

Synthesis of Large-Area 2D Material: Atomic Layer Pushes Surface Steps Away

Birte Vierjahn Ressort Presse - Stabsstelle des Rektorats
Universität Duisburg-Essen

    Elbow mentality in a two-dimensional material: This has recently been discovered by an international team led by the Center for Nanointegration (CENIDE) at the University of Duisburg-Essen (UDE): The physicists succeeded in creating boron layers with a height of a single atom. While growing, the material simply pushes interfering steps on the substrate out of the way. The team published its results in the scientific journal ACS Nano.

    The team led by UDE’s Prof. Michael Horn-von Hoegen aims at producing the thinnest possible layer of boron, so-called borophene, since it promises properties that could enable the construction of two-dimensional transistors. The molecular beam epitaxy used for this purpose until now results in domains that are far too small. For more precise investigations and for use in technology, however, larger areas are needed.

    With their newly developed method of "segregation-enhanced epitaxy", the team uses borazine gas and an iridium substrate. The essential components of borazine are boron and nitrogen atoms that are arranged in a hexagonal honeycomb structure. By heating the iridium sample in a borazine-containing environment, the boron molecules attach themselves to the surface, followed by the evaporation of the nitrogen. Above 1100°C, the boron moves into the iridium, because at such high temperatures the iridium can absorb additional boron atoms like a sponge – up to a quarter of its own volume. When the system has cooled down, borophene – the single-atom layer of boron – precipitates on the surface of the iridium crystal. In the process, it does not grow beyond surface steps of the underlying crystal but pushes them away in all directions to form areas as large as possible.

    Next Step: Detachment

    Experts from the Interdisciplinary Center for Analytics on the Nanoscale (ICAN), led by Professor Frank-J. Meyer zu Heringdorf, were able to prove beyond doubt that the areas are exclusively composed of boron atoms and that the nitrogen has disappeared from the sample.

    In a next step, the researchers want to investigate how the borophene can be detached from the iridium substrate.

    The publication was a result of a collaboration with physicists from the University of Cologne and the Center of Excellence for Advanced Materials and Sensing Devices in Zagreb (Croatia).

    Editor: Birte Vierjahn, +49 203/37 9-8176, birte.vierjahn@uni-due.de


    Wissenschaftliche Ansprechpartner:

    Prof. Dr. Michael Horn- von Hoegen, Experimental Physics, +49 203/37 9-1438, horn-von-hoegen@uni-due.de


    Originalpublikation:

    K.M. Omambac, M. Petrović, P. Bampoulis, C. Brand, M.A. Kriegel, P. Dreher, D. Janoschka, U. Hagemann, N. Hartmann, P. Valerius, T. Michely, F.J. Meyer zu Heringdorf, M. Horn-von Hoegen
    „Segregation-Enhanced Epitaxy of Borophene on Ir(111) by Thermal Decomposition of Borazine“
    ACS Nano, published online March 24, 2021
    https://doi.org/10.1021/acsnano.1c00819


    Bilder

    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten, Wissenschaftler
    Energie, Physik / Astronomie, Werkstoffwissenschaften
    überregional
    Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
    Englisch


     

    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).