A kétdimenziós anyagok felületi vizsgálatát nagyban megnehezíti, hogy laboratóriumi atmoszférában egyrétegű bevonat képződik rajtuk, amit nehéz eltávolítani. Ehhez az első lépés a bevonat megbízható jellemzése. Kollégáink, a Wigner SZFI Szerkezetkutató Laboratórium munkatársai, Kamarás Katalin, Németh Gergely és Pekker Áron, egy ilyen kutatásban vettek részt, amit az EK MFA-ban Nemes-Incze Péter és Pálinkás András vezetett.

Az egyrétegű, rendezett bevonat vizsgálatának két fő módszere a pásztázó alagútmikroszkópia (EK MFA) és az infravörös spektroszkópia (Wigner SZFI) volt, az igen kis anyagmennyiség miatt mindkét módszerrel a teljesítőképesség határait feszegetve.

Az alkalmazott módszerek kiegészítik egymást: pásztázó alagútmikroszkópiával a felületen keletkező monorétegek térbeli szerkezetét, míg súrlódó beesésű infravörös spektroszkópiával azok kémiai szerkezetét határoztuk meg. A réteget alkotó molekulák azonosítása a C32H66 lineáris alkán referenciamérésével történt.
 

alagútmikroszkópos kép

 

1. Pásztázó alagútmikroszkópos képek a szennyező molekulák kétféle elrendeződéséről grafit felületén (a, b) és a C32H66 modellanyaggal végzett ellenőrző mérés (c).
 

infravörös spektrum

 

2. Két szennyező réteg (kék-zöld), illetve két modellanyag (piros-lila) infravörös spektruma. Látható, hogy a spektrum a lineáris alkánnak felel meg és különbözik a karboxilcsoportot tartalmazó karbonsavtól.

 

A munkáról készült publikáció a Nature Communications folyóiratban jelent meg: https://doi.org/10.1038/s41467-022-34641-7

A teljes kutatást az EK MFA honlapja ismerteti: https://www.ek-cer.hu/2022/11/23/univerzalis-kristalyos-szerkezet