idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Thema Corona

Imagefilm
Science Video Project
idw-News App:

AppStore



Share on: 
04/26/2021 14:03

Großflächiges 2D-Material: Atomschicht schiebt Stufenkanten weg

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

    Ellenbogenmentalität bei einem zweidimensionalen Material: Das hat ein internationales Team unter Federführung des Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) kürzlich entdeckt: Den Physikern gelang es, Bor-Schichten entstehen zu lassen, die nur eine Atomschicht hoch sind. Störende Stufenkanten auf der Unterlage schiebt das Material dabei einfach aus dem Weg. Seine Ergebnisse veröffentlichte das Team im Fachmagazin ACS Nano.

    Es ist das Ziel des Teams um UDE-Prof. Michael Horn-von Hoegen, das dünnstmögliche Bor, sogenanntes Borophen, herzustellen. Denn es verspricht Eigenschaften, die den Bau zweidimensionaler Transistoren möglich machen könnten. Die hierzu bisher verwendete Methode der Molekularstrahl-Epitaxie führt zu viel zu kleinen Inselchen, für genauere Untersuchungen und den Einsatz in der Technologie sind jedoch größere Flächen nötig.

    In ihrer neu entwickelten Methode der „Segregationsgestützten Epitaxie“ nutzen sie gasförmiges Borazin sowie eine Iridium-Unterlage. Die wesentlichen Bestandteile des Borazin sind Bor- und Stickstoffatome, die in regelmäßigen Sechseck-Strukturen angeordnet sind wie Bienenwaben. Erhitzt man die Iridium-Probe in einer Borazin-haltigen Umgebung, so setzen sich dessen Moleküle an der Oberfläche fest, anschließend verdampft der Stickstoff. Ab 1100°C geht das Bor ins Iridium über, denn dieses kann bei so hohen Temperaturen wie ein Schwamm bis zu einem Viertel seines Volumens an Bor-Atomen zusätzlich aufnehmen. Nachdem das System wieder abgekühlt ist, fällt Borophen – die einatomige Lage aus Bor – an der Oberfläche des Iridium-Kristalls aus. Dabei wächst es nicht über Stufenkanten des darunterliegenden Kristalls hinaus, schiebt diese jedoch in alle Richtungen weg, um selbst so große Flächen zu bilden wie möglich.

    Nächster Schritt: Ablösung

    Dass es sich bei den Flächen ausschließlich um Bor-Atome handelt und der Stickstoff aus der Probe verschwunden ist, konnten Experten des Interdisciplinary Center for Analytics on the Nanoscale (ICAN) unter der Leitung von UDE-Prof. Frank-J. Meyer zu Heringdorf zweifelsfrei nachweisen.

    Wie sich das Borophen nun von der Iridium-Unterlage ablösen lässt, das wollen die Forscher in einem nächsten Schritt untersuchen.

    Die Veröffentlichung entstand in Zusammenarbeit mit Physikern der Universität zu Köln sowie des Center of Excellence for Advanced Materials and Sensing Devices in Zagreb (Kroatien).

    Redaktion: Birte Vierjahn, Tel. 0203/37 9-8176, birte.vierjahn@uni-due.de


    Contact for scientific information:

    Prof. Dr. Michael Horn- von Hoegen, Experimentalphysik, Tel. 0203/37 9-1438, horn-von-hoegen@uni-due.de


    Original publication:

    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


    Criteria of this press release:
    Journalists, Scientists and scholars
    Energy, Materials sciences, Physics / astronomy
    transregional, national
    Research results, Scientific Publications
    German


    Help

    Search / advanced search of the idw archives
    Combination of search terms

    You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.

    Brackets

    You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).

    Phrases

    Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.

    Selection criteria

    You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).

    If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).