Metaller Yalnızca Birkaç Atom Kalınlığında Tabakalara Sıkıştırılabiliyor

Çin Bilimler Akademisi’nden Luojun Du ve ekibi, erimiş metal damlacıklarını iki safir kristali arasında yüksek basınçla ezerek yalnızca birkaç atom kalınlığında metal levhalar üretti. Geliştirilen bu yeni yöntemle bismut, galyum, indiyum, kalay ve kurşun gibi metaller, atomik bağ sınırına kadar inceltilerek iki boyutlu hâle getirildi.

Geçtiğimiz yıl, bilim insanları yalnızca bir atom kalınlığında altın tabakası üretmiş ve bunu “goldene” olarak adlandırmıştı ancak bu başarıya rağmen, diğer iki boyutlu metallerin üretimi mümkün olmamıştı. Du’nun ekibi, metal tozunu iki safir arasına yerleştirip 400°C'ye kadar ısıttıktan sonra, yaklaşık 200 megapascal’lık bir basınç uygulayarak birkaç atom kalınlığına kadar sıkıştırmayı başardı. Bismut için bu sınır yalnızca iki atoma kadar indi. Soğutma sonrası, tabaka MoS₂ katmanları arasında sabitlenmiş hâlde korundu ve safirden ayrıldı.

Du, fikri sekiz yıl önce ortaya attıklarını ancak MoS₂ katmanlarının ince metal levhayı kararlı tuttuğunu fark ettikten sonra yöntemin başarıyla çalıştığını ifade etti. “Serbest hâlde tek katmanlık metal atomları termodinamik açıdan kararsızdır. Bu yüzden tamamen yeni teknikler geliştirmemiz gerekti.” dedi.

Araştırmacılar, yalnızca atom inceliğinde tabakalar oluşturmakla kalmadı; uygulanan basınç üzerinde ince ayar yaparak üç, dört ya da daha fazla atom kalınlığında metal plakalar da elde etti. Du, bu tür iki boyutlu metallerin, makroskopik kuantum olaylarının ve süperiletkenliğin incelenmesinde kullanılabileceğini; ayrıca ultra düşük güçlü transistörler, şeffaf bilgisayar ekranları ve yüksek verimli katalizörler gibi uygulamalar için potansiyel taşıdığını belirtti.

Bir sorun ise, metali saran MoS₂ katmanlarının kolayca çıkarılamaması. Du, bunun bazı uygulamalarda sorun oluşturabileceğini ancak elektriksel iletkenliği etkilemediğini, dolayısıyla elektronik cihazlarda kullanımın önünde engel teşkil etmediğini söyledi.

‍

‍



Kaynak: https://www.newscientist.com/article/2471224-metals-can-be-squeezed-into-sheets-just-a-few-atoms-thick/