Ano passado, Os pesquisadores da FLEET no RMIT desenvolveram um método inovador de depósito de cristais atomicamente finos (bidimensionais) usando metais fundidos, descrito como um avanço 'uma vez em uma década'.

No início deste ano, a mesma equipe de pesquisa expandiu o novo método de condições controladas para condições ambientais, e caracterizou adequadamente os mecanismos de crescimento para os principais óxidos de estanho, o que deve permitir um melhor controle do crescimento do óxido alvo.

A técnica desenvolvida na RMIT no ano passado introduziu metais líquidos (à base de gálio) como um ambiente de reação de sucesso para a síntese de desejáveis, óxidos atomicamente finos que eram inatingíveis usando métodos anteriores. É um processo tão barato e simples que poderia ser feito no fogão de uma cozinha por um não-cientista.

Embora o estudo inicial tenha sido caro, ligas especialmente projetadas e um ambiente muitas vezes rigidamente controlado, esta última pesquisa confirmou que materiais 2-D de alta qualidade podem ser formados em condições ambientais usando estanho líquido mais barato, simplificando pesquisas e aplicações futuras.

Os pesquisadores também caracterizaram o mecanismo de crescimento pela primeira vez, criando um 'mapa rodoviário' de formação e crescimento de cristais. Esse crescimento se mostrou surpreendentemente complexo, com pequenas "ilhas" de óxidos de estanho (SnOx) formando-se em maiores, monocamadas perfeitas de monóxido de estanho 2-D (SnO), antes de engrossar e receber mais oxigênio para se tornar dióxido de estanho (SnO2).

Aplicações futuras

Tão simples, O método repetível de crescimento de cristais de óxido de estanho 2-D pode ser expandido para outros metais líquidos de baixo ponto de fusão e suas ligas.

Tendo os mecanismos de crescimento devidamente caracterizados, pesquisadores acreditam que deve ser possível controlar a taxa de formação de óxido de superfície por meio do controle cuidadoso do conteúdo de oxigênio atmosférico, e, portanto, controlar o número e a espessura das camadas de óxido e a estequiometria resultante.

Os óxidos de estanho são de particular interesse como materiais 2-D. Eletronicamente, eles podem ser semicondutores do tipo p (SnO) ou tipo n (SnO2), que é de grande interesse para projetistas de transistores de efeito de campo (FET).

A evolução dos óxidos de estanho 2-D na superfície do estanho fundido foi publicada em Comunicações Químicas em janeiro de 2018.

O estudo foi conduzido usando as instalações e experiência do Australian Microscopy and Microanalysis Research Facility no RMIT Microscopy &Microanalysis Facility, e o Centro de Pesquisa Micro Nano na RMIT. O co-autor Torben Daeneke recebeu apoio do esquema de bolsistas de pesquisa do Vice-chanceler do RMIT.