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(noticias nanowerk) Los materiales bidimensionales (2D), compuestos por una o más capas de átomos, están a la vanguardia de la ciencia de materiales y prometen avances tecnológicos revolucionarios. Estos materiales ultrafinos exhiben propiedades únicas y exóticas, especialmente cuando sus capas se apilan y retuercen de determinadas maneras.
Esta manipulación de capas puede alterar significativamente sus propiedades electrónicas y ofrece interesantes oportunidades para el desarrollo de tecnologías de próxima generación, como computadoras más eficientes y sistemas confiables de almacenamiento de energía.
Sin embargo, comprender la compleja relación entre la estructura atómica y las propiedades electrónicas de estos materiales representa un desafío importante. Las técnicas de microscopía convencional tienen dificultades para capturar la estructura atómica tridimensional completa de estos materiales en capas, especialmente cuando las capas están orientadas de manera diferente o están compuestas. de elementos ligeros.
Aquí es donde entra en juego el novedoso modo de funcionamiento de la microscopía electrónica de transmisión de barrido interferométrica de cuatro dimensiones (4D-STEM).
Desarrollada por investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge, esta técnica de microscopía avanzada permite un examen sin precedentes de materiales 2D en capas. Permite a los científicos medir distorsiones estructurales, ángulos de torsión y distancias entre capas a escala atómica, que son fundamentales para comprender y explotar las propiedades electrónicas únicas de estos materiales.
A diferencia de los métodos tradicionales, el STEM interferométrico 4D utiliza una sonda de electrones desenfocada basada en la interferometría de Bragg y proporciona información detallada sobre las posiciones relativas de los átomos dentro de capas separadas.
Esta técnica ya ha demostrado su poder en estudios de grafeno bicapa y tricapa, mostrando cómo puede arrojar luz sobre la compleja interacción entre disposiciones estructurales y propiedades electrónicas en materiales 2D con menos capas.
Al proporcionar información sobre las deformaciones estructurales locales dentro de las capas, la dirección y el alcance de las torsiones entre capas y las distancias entre ellas, STEM interferométrico 4D abre nuevas posibilidades para el diseño y desarrollo de materiales con propiedades personalizadas.
Este avance en microscopía no es sólo un avance en la comprensión de los materiales 2D en capas, sino también un paso crucial hacia la realización de su máximo potencial en el avance de la tecnología moderna.
La investigación fue publicada en Pequeño (“STEM 4D interferométrico para mediciones de distorsión de red y distancia entre capas de materiales 2D de dos y tres capas”).
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