Descoperire în nanometrie

„Gallenene” este noua versiune bidimensională a galiului. 

Cercetătorii de la Universitatea Rice și Institutul Indian de Știință au izolat acum o formă galiu 2D, un  metal moale, numit „gallenene”, care ar putea face contacte metalice eficiente și subțiri în dispozitivele electronice.

Reducerea unui material 3D obișnuit la două dimensiuni (2D) poate schimba fundamental proprietățile sale electrice, magnetice, fizice sau chimice.

În ultimii ani oamenii de știință au creat versiuni 2D ale unor materiale cum sunt fosforul negru, disulfura de molibden și triiordidul de crom, care până acum este singurul material capabil să rețină magnetismul în două dimensiuni.

În starea sa familiară 3D, galiul are un punct de topire scăzut, la sub 30 ° C ceea ce îl face fie un candidat foarte bun pentru aplicații care necesită metale lichide la aproximativ temperatura camerei și am văzut că aliajele de aur-galiu și indiu-galiu au lucrat în „clei metalic”, circuite electronice flexibile, tranzistoare fluide și ”vânătoare de cancer” – ”nano-terminatori“.

Echipa a reușit să obțină gallenen prin încălzirea mai întâi a galiului la 29,7 ° C , chiar sub punctul de topire al acestuia, apoi l-a lăsat să picure pe un slide de sticlă. În timp ce era încă relativ cald, cercetătorii au apăsat apoi o foaie de dioxid de siliciu, separând câteva straturi subțiri ale materialului. Echipele spun că filmul subțire, conductiv obținut din galiu este ceea ce înseamnă carbonul pentru grafiti.

S-a descoperit că gallenene se leagă ușor și de alte substraturi, inclusiv foile de nitrură de galiu, arsenid de galiu, silicon și nichel. Toate acestea au proprietăți electronice diferite, ceea ce deschide o mulțime de căi pentru a lucra în viitor.

„Lucrarea curentă utilizează interfețele slabe solide și lichide pentru a separa coli subțiri de galium 2D”, spune Chandra Sekhar Tiwary, cercetător principal al proiectului. Aceeași metodă poate fi explorată și pentru alte metale și compuși cu puncte de topire scăzute. ”

Deoarece gallenene se leagă bine de semiconductori și poate fi acum creat folosind o tehnică relativ simplă, ar putea fi folosită ca un contact metalic eficient în electronica nanometrică, un domeniu care în prezent nu are multe opțiuni metalice 2D pentru aceste tipuri de aplicații.

„Metalele 2D sunt greu de realizat și extras, deoarece acestea sunt în mare parte structuri de înaltă rezistență, non-layered, astfel că gallenene este o excepție care ar putea suporta nevoia de metale 2D”, spune Pulickel Ajayan, cercetători principal al studiului.

Cercetarea a fost publicată în revista Science Advances.