O crescimento de folhas finas como átomos em cones permite o controle de defeitos

Folhas de materiais da espessura de um átomo, conhecidas como materiais bidimensionais (2D), têm atraído interesse significativo devido às suas propriedades únicas e aplicações potenciais em vários campos. No entanto, controlar o crescimento e as propriedades destes materiais tem sido uma tarefa desafiadora.

Agora, pesquisadores da Universidade de Manchester demonstraram um novo método para cultivar materiais 2D em substratos em forma de cone especialmente projetados, que permite controle preciso sobre a formação e propriedades de defeitos no material.

A equipe, liderada pelo professor Sir Kostya Novoselov, usou uma técnica de deposição química de vapor (CVD) para cultivar nitreto de boro hexagonal (h-BN) em substratos em forma de cone feitos de dióxido de silício. Controlando cuidadosamente as condições de crescimento, conseguiram obter uma cobertura uniforme e conformada de h-BN nos cones, com a densidade e distribuição de defeitos desejada.

Os pesquisadores descobriram que o substrato em formato de cone promove a formação de tipos específicos de defeitos, como furos triangulares e hexagonais, ao mesmo tempo que suprime a formação de outros tipos de defeitos. Este controle sobre a formação de defeitos é crucial para otimizar as propriedades de materiais 2D para aplicações específicas.

A capacidade de controlar defeitos em materiais 2D é importante por vários motivos. Os defeitos podem afetar as propriedades elétricas, ópticas e mecânicas do material e também podem servir como locais de nucleação para outros defeitos. Ao controlar a densidade e distribuição dos defeitos, os pesquisadores podem adaptar as propriedades dos materiais 2D para aplicações específicas.

Por exemplo, no caso do h-BN, o controle de defeitos é importante para melhorar suas propriedades isolantes, cruciais para seu uso em dispositivos eletrônicos. Ao reduzir a densidade dos defeitos, os pesquisadores conseguiram melhorar significativamente as propriedades isolantes do h-BN cultivado em substratos em forma de cone.

O novo método desenvolvido pelos pesquisadores de Manchester fornece uma ferramenta poderosa para controlar o crescimento e as propriedades de materiais 2D, o que poderia abrir novas possibilidades para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos, optoeletrônicos e mecânicos avançados.