تنظیم سطح می دهد تغییرات به فلز روکش

فقط به عنوان شبیه سازی در زیست شناسی اجازه می دهد تا برای ایجاد یک یا چند کپی از همان ژن کشت رشد در شیمی بسیار بزرگ می تواند تولید فویل فلزی با همان بافت سطح است که به عنوان یک کشت یکی. کشت رشد است بسیار محبوب در سنتز سه بعدی (3D) تک کریستال: 3D کریستال همیشه رشد کرده و به همان شکل و فقط به عنوان نمک همواره مکعب تک کریستال.

در ضمن بسیار نازک ورقه/فیلم رشد می تواند به انواع مختلف بسته به سطح سازه. چنین برنامه های کاربردی می تواند متفاوت باشد. تلاش زیادی شده است اختصاص داده شده به سنتز تک کریستالی فلزی روکش آنها به عنوان بسیاری از برنامه های مهم مانند (من) یک بستر برای حمایت از سنتز مختلف دو بعدی (2D) و مواد (ii) مهندسی خواص مواد رسوب بر روی آن (iii) اجازه می دهد برای انتخابی تجزیه و (iv) ساخت سیم فلزی با بهینه سازی الکتریکی و حرارتی conductivities. با وجود چنین امکانات کشت رشد کرده است به ندرت استفاده شده است به رشد لايه ها با توجه به فقدان دانش در مورد چگونه به کنترل روند رشد.

پروفسور فنگ دینگ گروه از مرکز چند بعدی کربن مواد در موسسه علوم پایه (IBS کره جنوبی) با همکاری پروفسور Kaihui لیو و پروفسور Dixon وانگ از دانشگاه پکن و همچنین پروفسور Dapeng یو گروه از جنوب دانشگاه علم و صنعت گزارش می دهد تغییرات به تک کریستالی فلزی روکش. از طریق اکسیداسیون-led plus شبيه سازي کشت استراتژی رشد این تیم تحقیقاتی به دست آمده بیش از 30 نوع از مس روکش اندازه کاغذ A4 (~30×21 cm2) است که تقریبا به همان اندازه به عنوان ما قانونی است.

تیم تحقیقاتی شده است کاوش مس روکش یکی از محبوب ترین بسترهای برای حمایت از رشد گرافن و سایر 2D مواد. اگر آنها به دست آمده تک بلور مس (Cu) روکش در مطالعه قبلی (علم بولتن 2017, 62, 1074-1080), آنها اکثرا Cu (111) که سطح فوق العاده صاف و در نتیجه کمتر فعال از کسانی که با گام لبه و تاب برداشتن. از طریق محاسبات تئوری این تیم تحقیقاتی به این نتیجه رسیدند که Cu (111) گرایش به تشکیل و آسان تر از انواع دیگر Cu (111) سطح تا پایین ترین سطح انرژی و در نتیجه به مطلوب ترین ساختار در طبیعت است. این استدلال آنها منجر به تنظیم سطح انرژی مس روکش به منظور به دست آوردن تک کریستال فلز با روکش مورد نظر سطح انواع.

تیم تحقیقاتی برش از “ژن” از کوچک تک کریستالی فویل و “جا به جا” دانه (ژن) برای ایجاد بسیار بزرگ مس روکش با همان بافت سطح است که به عنوان ارث برده یک. برای به دست آوردن تک کریستالی فلز دانه با سطح سازه چندبلوری مس روکش ابتدا اکسید شده و سپس با حرارت دادن در درجه حرارت بالا (1020 °C) است که نزدیک به نقطه ذوب مس برای چند ساعت. زمانی که مس شد اکسیده هر دو بالا و پایین سطح تحت پوشش یک لایه از اکسید مس (CuxO). به عنوان خالص مس سطحی از بین می رود با توجه به اکسیداسیون دو سطوح مس فویل تبدیل شد به دو Cu-CuxO رابط پس از قبل از اکسیداسیون. این تغییر تغییر نیروی محرکه از شبيه سازي از سطح انرژی به رابط انرژی است. “ما ثابت کرد که بر خلاف آن از سطح انرژی تفاوت رابط انرژیهای مختلف مس روکش ناچیز است بنابراین چندبلوری روکش مس می تواند هادی به بسیاری از انواع مختلف تک کریستال به صورت تصادفی.” توضیح می دهد که استاد فنگ دینگ مربوطه نویسنده از مطالعه.

یک قطعه کوچک از فویل شد و سپس برش از یک بزرگ تک-کریستال فویل با نظر ساختار سطح به عنوان بذر برای تولید انبوه است. این تیم تحقیقاتی دریافتند که بازپخت بزرگ چندبلوری مس فویل با چنین دانه منجر به بزرگ تک کریستال مس فویل با همان ساختار سطح.

بزرگ نظری و تجربی در تلاش بودند اختصاص داده شده به درک این که چگونه این تک کریستالی مس روکش تشکیل شد در طول شبيه سازي. این روند را می توان در دو مرحله است. اولین ساختار سطح دانه کپی شده بود به بخش پایین تر از این بزرگ چندبلوری مس فویل و تشکیل غیر طبیعی دانه (یک دانه است که بسیار بزرگتر از دیگران است و این مزیت به رشد بیشتر) با یک سطح خاص ، دوم رشد غیر طبیعی دانه در نهایت نتایج بسیار بزرگ تک-کریستال مس فویل با تعیین ساختار سطح.

از صدها نفر از شبيه سازي آزمايش تیم تحقیقاتی به دست آمده از یک کتابخانه تک کریستالی مس روکش با بیش از 30 نوع مختلف سطح سازه. ابعاد به دست آمده تک کریستالی مس روکش رسیده 39*21 cm2 که محدود بود به اندازه کوره های بازپخت شبيه سازي.

علاوه بر مس روکش محققان ثابت کرد که این کشت استراتژی رشد را می توان به ساخت large-area, single-crystal روکش از فلزات دیگر نشان می دهد که انواع مختلف تک کریستال روکش اکثر فلزات می تواند در دسترس در آینده نزدیک. “این دستاورد نشان می دهد یک روش عملی برای مقیاس سنتز بسیار بزرگ انتقال فلز تک کریستال روکش با نوع سطح مختلف که زمانی مورد نظر برای هر دو بنیادی علوم مهندسی و برنامه های کاربردی. دستاورد ما باز می شود بسیاری از امکانات از جمله به استفاده از تک بلور فلزات به عنوان اجرای کانال های میکرو-دستگاه; استفاده از این تک بلور فلزی روکش به عنوان قالب برای کنترل سنتز مختلف دو بعدی مواد; رشد و بزرگ منطقه الگوهای مولکولی با انتخاب فلز روکش; و انتخابی کاتالیز واکنش های شیمیایی بر روی سطح فویل با یک ساختار خاص” یادداشت استاد Kaihui لیو.

تیم تحقیقاتی خواهد شد و هدف بعدی برای درک مکانیسم این اکسیداسیون-led بذر و کشت رشد در سطح اتمی است. تجربی تلاش برای سنتز انواع مختلف تک بلور فلزی روکش از فلزات مختلف و یا آلیاژهای فلزی را ادامه خواهد داد و همچنین بررسی برنامه های کاربردی گسترده ای از این روکش.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de