Procedimentos experimentais. (A) Máscaras de metal consistindo de Pd (10 nm) e Au (15 nm) são fabricadas na superfície recém-clivada de uma amostra de HOPG por litografia de feixe de elétrons e técnicas de liftoff. As estruturas da mesa emergem durante uma corrosão de plasma de oxigênio seco, que seletivamente afina apenas a superfície HOPG desprotegida em 50 nm. As estruturas da mesa são cortadas ao longo de um plano de deslizamento basal pela aplicação de uma força correspondente à superfície de metal superior. (B) A energia de adesão é determinada medindo a força de tensão da linha FL atuando em mesas cilíndricas cortadas. A estabilização de um eixo de rotação é possível, permitindo a rotação da mesa em torno do eixo do cilindro, enquanto uma estrutura de halteres fornece múltiplos equilíbrios estáveis sempre que as seções cilíndricas se sobrepõem. (C) Esquema do experimento AFM. Uma ponta Pt / Ir é soldada a frio à máscara de metal no topo das mesas. A força é aplicada por um movimento de cisalhamento, e a força de cisalhamento é medida por meio da torção do cantilever induzida. (D) Imagem de microscopia eletrônica de varredura de estruturas cilíndricas de mesa com um raio de 200 nm e profundidade de ataque de 50 nm. (E) imagem AFM de uma mesa cilíndrica completamente cortada (intervalo de altura de 100 nm mapeado para escala de cores não linear). A mesa foi cortada em um plano basal de 10 nm acima da superfície do substrato, e a seção superior foi colocada na superfície do substrato à direita da mesa original. O ponto de contato da ponta próximo ao centro é visível como um pequeno outeiro na superfície superior do Au. Crédito:(c) Ciência 8 de maio de 2015:Vol. 348 no. 6235 pp. 679-683. DOI:10.1126 / science.aaa4157
(Phys.org) —Uma pequena equipe de pesquisadores da IBM Research – Zürich, descobriu uma nova maneira de medir o atrito envolvido quando dois planos de grafite pirolítica altamente ordenada (HOPG) são movidos um contra o outro. Em seu artigo publicado na revista Ciência , a equipe explica como sua técnica funciona e o que eles descobriram ao usá-la com alguns materiais de grafite. Kenneth Liechti, da Universidade do Texas, oferece um Perspectiva artigo sobre o trabalho feito pela equipe na mesma edição de jornal e sugere maneiras pelas quais a nova técnica pode ser útil para o projeto e confiabilidade de sistemas nano e micro elétricos.
Conforme o trabalho progrediu no desenvolvimento de materiais 2D, mais famoso com grafeno ou nanotubos, outros pesquisadores têm estado ocupados estudando esses materiais para aprender mais sobre suas propriedades - a esperança é que eles possam ser úteis para o desenvolvimento de sistemas elétricos extremamente pequenos. Para que isso aconteça, coisas como a forma como o atrito funciona com eles devem ser compreendidas. Até agora, os cientistas que tentam medir o atrito envolvendo materiais 2D em escala nanométrica tiveram que usar sondas, observar e medir as oscilações que ocorrem quando dois dos materiais esfregam um contra o outro. Neste novo esforço, os pesquisadores descobriram uma maneira de medir esse tipo de atrito sem ter que tocar em nenhum dos materiais.
A equipe da IBM usou um microscópio de força atômica para aplicar uma força de cisalhamento a dois discos de HOPG (aproximadamente 50 nm de espessura com raios variando de 50 a 300 nm). O método permite medir o impacto de fricção nos discos quando empurrados de maneiras diferentes - com fricção lateral, por exemplo, quando um disco é movido ao longo de uma linha reta contra outro, ou quando o torque está envolvido pela torção ou rotação de um disco sobre o outro.
Como parte de sua pesquisa, a equipe também encontrou várias instâncias de estados de equilíbrio que resultaram do movimento dos discos uns contra os outros, uma descoberta que pode levar a um método de uso de materiais HOPG como interruptores em um dispositivo de memória. Como observa Liechti, os pesquisadores descobriram uma maneira melhor de medir o atrito com esse uso de material e com materiais em nanoescala em geral, o que poderia ajudar a pavimentar o caminho para seu uso em futuros dispositivos em nanoescala.
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