ENGINEERINGNET.BE - Enkele jaren geleden werd voor het eerst een veelbelovend nieuw soort nanomateriaal experimenteel waargenomen, dat de voordelen van halfgeleiders combineert met die van grafeen.
Het materiaal wordt gevormd door nanokristallen die zich spontaan assembleren tot een honingraatstructuur. Dankzij hun opto-elektronische eigenschappen zijn vierkante en honingraatvormige structuren van groot belang voor halfgeleider-toepassingen.
“Deze unieke combinatie van halfgeleider-nanokristallen met de structuur van grafeen is een heilige graal in de materiaalkunde”, legt Daniel Vanmaekelbergh uit, die verbonden is aan de Universiteit Utrecht.
Tot nu toe was het onduidelijk waarom de nanokristallen dit specifieke gedrag vertonen. Vanmaekelbergh heeft samen met collega-onderzoeker Giuseppe Soligno nu een simulatiemodel ontwikkeld dat de vorming van deze nanostructuren in detail reproduceert.
Het nieuwe model bevat alle relevante krachten die betrokken zijn bij zelfassemblage. De resulterende simulaties laten zien dat het bijstellen van slechts enkele parameters de uiteindelijke uitkomst bepaalt.
De geassembleerde structuur blijkt af te hangen van het samenspel tussen interface-adsorptiekrachten en elektrostatische krachten over korte afstanden tussen de nanokristallen.
Het model helpt onderzoekers begrijpen hoe de zelfassemblage van de nanokristallen experimenteel gestuurd kan worden. Het model is bovendien eenvoudig uit te breiden om de zelfassemblage van nanodeeltjes bij vloeistof-vloeistof-interfaces in verschillende structuren te bestuderen.
De resultaten kunnen uiteindelijk in de halfgeleiderindustrie worden toegepast om nanomaterialen beter te produceren.
