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(noticias nanowerk) Por primera vez, los científicos lograron estabilizar y obtener imágenes directamente de pequeños grupos de átomos de gases nobles a temperatura ambiente. Este éxito abre interesantes oportunidades para la investigación fundamental en física de la materia condensada y aplicaciones en tecnología de la información cuántica.
La clave de este avance, logrado por científicos de la Universidad de Viena en colaboración con colegas de la Universidad de Helsinki, fue el confinamiento de átomos de gas noble entre dos capas de grafeno. Este método supera la dificultad de que los gases nobles no formen estructuras estables en condiciones experimentales a temperatura ambiente.
Se han publicado los detalles del método y las primeras imágenes con microscopía electrónica de estructuras de gases nobles (criptón y xenón) Materiales naturales (“Clústeres bidimensionales de gases nobles con unos pocos átomos en un sándwich de grafeno”).
Una trampa noble
El grupo de Jani Kotakoski de la Universidad de Viena estaba estudiando el uso de la irradiación de iones para cambiar las propiedades del grafeno y otros materiales bidimensionales cuando notaron algo inusual: cuando se utilizan gases nobles para la irradiación, pueden quedar atrapados entre dos capas de grafeno. Esto sucede cuando los iones de gases nobles son lo suficientemente rápidos como para atravesar la primera, pero no la segunda, capa de grafeno.
Una vez que los gases nobles quedan atrapados entre las capas, pueden moverse libremente. Esto se debe a que no forman enlaces químicos. Sin embargo, para acomodar los átomos de los gases nobles, el grafeno se dobla y forma pequeñas bolsas. Aquí, dos o más átomos de gases nobles pueden encontrarse y formar nanoclusters de gases nobles bidimensionales, regulares y muy compactos.
Diversión con el microscopio
“Utilizamos microscopía electrónica de transmisión de barrido para observar estos grupos y son realmente fascinantes y muy divertidos de observar. Giran, saltan, crecen y se encogen a medida que los imaginamos”, afirma Manuel Längle, autor principal del estudio. “La parte más difícil del trabajo fue colocar los átomos entre las capas. «Ahora que lo hemos logrado, tenemos un sistema simple para estudiar los procesos fundamentales relacionados con el crecimiento y el comportamiento material», añade.
Respecto al trabajo futuro del grupo, Jani Kotakoski dice: “Los próximos pasos son estudiar las propiedades de los cúmulos con diferentes gases nobles y cómo se comportan a bajas y altas temperaturas. Gracias al uso de gases nobles en fuentes de luz y láseres, “nuevas estructuras podrían permitir futuras aplicaciones, por ejemplo, en la tecnología de la información cuántica”.
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