Para comprender materiales avanzados como las nanoestructuras de grafeno y optimizarlos para dispositivos en tecnología nano, opto y cuántica, es crucial comprender cómo los fonones, la vibración de los átomos en los sólidos, influyen en las propiedades de los materiales.de la Universidad de Viena, el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología en Japón, la compañía JEOL y la Universidad La Sapienza en Roma han desarrollado un método capaz de medir todos los fonones existentes en un material nanoestructurado. Este es un avance en el análisis de nanoescala funcionalmateriales y dispositivos. Con este experimento piloto con nanoestructuras de grafeno, estos investigadores han demostrado la singularidad de su enfoque, que se publicará en el último número de Naturaleza .
Las características térmicas, mecánicas, optoelectrónicas y de transporte importantes de los materiales se rigen por fonones: las ondas de vibración atómicas en propagación. Entonces es inflable que la determinación de tales vibraciones atómicas extendidas es crucial para la optimización de los dispositivos nanoelectrónicos. Las técnicas disponibles actualmente utilizanmétodos ópticos, así como dispersión inelástica de electrones, rayos X y neutrones. A pesar de su importancia científica en la última década, ninguno de estos métodos ha podido determinar todos los fonones de una monocapa independiente de materiales bidimensionales 2D comografeno y sus variaciones locales dentro de un nanofibro de grafeno, que a su vez se utilizan como elementos activos en nano y optoelectrónica.
Los nuevos límites de la nanoespectroscopia
Un equipo de investigación internacional de expertos líderes en espectroscopía electrónica dirigida por Thomas Pichler en la Universidad de Viena, espectroscopía teórica dirigida por Francesco Mauri en la Universidad La Sapienza en Roma y microscopía electrónica dirigida por Kazu Suenaga en el AIST Tsukuba en Japón, junto conla compañía japonesa JEOL ha presentado un método original que lo aplica a las nanoestructuras de grafeno como modelo: "espectroscopía electrónica de alta resolución dentro de un microscopio electrónico con suficiente sensibilidad para medir incluso una monocapa atómica". De esta forma, pudieron determinar por primera vez todos los modos vibratoriosde grafeno independiente, así como la extensión local de diferentes modos de vibración en un nanoribón de grafeno. Este nuevo método, que llamaron "mapeo de q grande" abre posibilidades completamente nuevas para determinar la extensión espacial y de momento de los fonones en todos los nanoestructurados, así como dosmateriales avanzados dimensionales. Estos experimentos superan los límites del enfoque de la nanoespectroscopiaAlcanzar los límites del principio de incertidumbre de Heisenbergs y demuestra nuevas posibilidades para estudiar los modos de vibración locales a escala nanométrica hasta monocapas individuales.
Nuevo nanospectrómetro de electrones como sincrotrón "de mesa"
"La prueba experimental directa del mapeo espacial completo y resuelto por el momento de las vibraciones locales de todos los materiales, incluidos los materiales en monocapa 2D y nanoribones, nos permitirá desenredar completamente diferentes modos de vibración y sus transferencias de momento en estructuras no perfectas como bordes odefectos, que son extremadamente importantes para comprender y optimizar las propiedades locales de un material ", explica uno de los principales autores, Ryosuke Senga.
Este estudio de "High q-Mapping Of Vibrations" en el microscopio electrónico abre una nueva vía de nanoespectroscopia de todos los materiales que combinan mediciones espaciales y de momento resuelto. Este ha sido el mayor desafío con respecto a la combinación de microscopía y espectroscopía, desde ely las resoluciones de impulso se compensan debido al límite del principio de incertidumbre de Heisenbergs. "Creemos que nuestra metodología impulsará una gran investigación en la ciencia de los materiales y llevará la espectroscopía electrónica de alta resolución en microscopía electrónica al siguiente nivel, para ser considerado como un verdadero tablero de mesasincrotrón ", dice Thomas Pichler de la Universidad de Viena.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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