Nanomaterialen beginnen met groeispurt • Metaal Magazine Ga naar hoofdinhoud

Nanomaterialen beginnen met groeispurt

Materialen die atoomlaag-voor-atoomlaag worden
opgebouwd, beginnen hun leven met een groeispurt in drie stappen. Dat
concluderen onderzoekers van de Universiteit Twente en de ESRF in Grenoble in
onderzoek naar het allervroegste begin van het groeiproces van de supergeleider
YBCO.

Belangrijk bij de vorming van de allereerste laag is de ondergrond. Het ‘normale’ groeiproces, waarbij zich eilandjes vormen die “samenvloeien” tot een nieuwe atomair gladde laag, is dan nog niet begonnen. Het oppervlak speelt dan een belangrijke rol: dat is niet helemaal vlak, maar bestaat uit terrassen. Het eerste materiaal dat op de ondergrond landt, kan snel genoeg naar de randen van deze terrassen bewegen om zich daar te nestelen: dat zijn energetisch gunstige plekken.
 
Step flow
De nieuw gevormde rand schuift vervolgens steeds verder op tot een nieuwe laag is gevormd. Tijdens deze ‘step flow’ is de beweeglijkheid beduidend sneller dan bij de eilandvorming van de normale groei. Dat heeft te maken met het materiaal, concluderen de onderzoekers in hun PRL-publicatie. De eerste laag Yttrium Barium Koperoxide (YBCO) ‘landt’ op een ondergrond van strontiumtitanaat. Omdat het daar snel kan bewegen, krijgt het de kans om meteen naar de randen toe te bewegen. Landt YBCO eenmaal op een vorige laag YBCO, dan krijgt het die kans niet meer: op het terras zèlf vormen zich al eilandjes.
 
Tegelijkertijd met deze verandering van groeifase, bestaan de allereerste twee gladde lagen uit een metastabiele fase: de ‘echte’ YBCO-lagen beginnen pas vanaf de derde laag te groeien. Dat geeft nieuw inzicht in de dunst mogelijke lagen en in de supergeleidende eigenschappen.
 
Röntgenstraling
Het nieuwe inzicht in de vroegste groeifase is verkregen door gebruik te maken van röntgenstraling van de European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble: met deze meetfaciliteit, momenteel de krachtigste bron van röntgenstraling ter wereld, is het mogelijk de atomaire structuur op de voet te volgen, terwijl met een lasertechniek het materiaal laag-voor-laag wordt opgebouwd.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven