Ciencias

Los físicos capturan imágenes directas de nanoclusters de gases nobles a temperatura ambiente

Los físicos han logrado, por primera vez, imágenes directas de pequeños grupos de átomos de gases nobles a temperatura ambiente. Este logro abre interesantes posibilidades para la investigación fundamental en física de la materia condensada y aplicaciones en tecnología de la información cuántica.

Nanoclusters de xenón entre dos capas de grafeno, con tamaños entre dos y diez átomos. Crédito de la imagen: Manuel Längle.

“Estábamos investigando el uso de la irradiación de iones para modificar las propiedades del grafeno y otros materiales bidimensionales cuando notamos algo inusual: cuando se utilizan gases nobles para la irradiación, pueden quedar atrapados entre dos láminas de grafeno”, dijo el investigador de la Universidad. de Viena. Dr. Jani Kotakoski y colegas.

«Esto sucede cuando los iones de gases nobles son lo suficientemente rápidos como para atravesar la primera, pero no la segunda, capa de grafeno».

“Una vez atrapados entre las capas, los gases nobles pueden moverse libremente. Esto se debe a que no forman enlaces químicos”.

«Sin embargo, para acomodar los átomos de los gases nobles, el grafeno se dobla para formar pequeñas bolsas».

«Aquí, dos o más átomos de gas noble pueden encontrarse y formar nanoclusters de gas noble bidimensionales, regulares y densamente empaquetados».

El método del equipo supera la dificultad de que los gases nobles no formen estructuras estables en condiciones experimentales a temperatura ambiente.

«Utilizamos microscopía electrónica de transmisión de barrido para observar estos grupos, y son realmente fascinantes y muy divertidos de observar», dijo el Dr. Manuel Längle, físico de la Universidad de Viena.

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«Giran, saltan, crecen y se encogen como los imaginamos».

«Colocar los átomos entre las capas fue la parte más difícil del trabajo».

«Ahora que hemos logrado esto, tenemos un sistema simple para estudiar los procesos fundamentales relacionados con el crecimiento y el comportamiento material».

«Los próximos pasos son estudiar las propiedades de los cúmulos con diferentes gases nobles y cómo se comportan a bajas y altas temperaturas», añadió el Dr.

«Gracias al uso de gases nobles en fuentes de luz y láseres, estas nuevas estructuras podrían permitir en el futuro aplicaciones, por ejemplo, en la tecnología de la información cuántica».

A papel sobre los descubrimientos fue publicado esta semana en la revista Materiales de la naturaleza.

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M. Langle y otra. Cúmulos bidimensionales de gases nobles con pocos átomos en un sándwich de grafeno. Materia Nacional, publicado en línea el 11 de enero de 2024; doi: 10.1038/s41563-023-01780-1

Prudencia Febo

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