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Mittwoch, 08 Juni 2022 10:23

Studie identifiziert umfangreichen Satz neuartiger 2D-Materialien

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Geschätzte Lesezeit: 1 Minute
Das Bild zeigt die semitransparente Struktur von Germanium-Mangan-Oxid (GeMnO3) auf seiner magnetischen Oberflächenstruktur. Das Farbmuster hebt Bereiche in der Umgebung von magnetischen Ionen hervor, in denen die Magnetisierung aus der Ebene heraus (rot) oder in sie hinein (blau) weist (Bild: HZDR/Rico Friedrich) Das Bild zeigt die semitransparente Struktur von Germanium-Mangan-Oxid (GeMnO3) auf seiner magnetischen Oberflächenstruktur. Das Farbmuster hebt Bereiche in der Umgebung von magnetischen Ionen hervor, in denen die Magnetisierung aus der Ebene heraus (rot) oder in sie hinein (blau) weist (Bild: HZDR/Rico Friedrich)

Vor kurzem wurde bekannt, dass 2D-Materialien nicht nur auf Kohlenstoffbasis (Graphen) sondern auch auf Grundlage von Metalloxiden wie Ilmenit oder Chromit synthetisiert werden können. Einem deutsch-amerikanischen Forschungsteam unter Leitung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) ist es nun mithilfe datengestützter Methoden gelungen, 28 Vertreter dieser neuen Materialklasse vorherzusagen.

Sie bilden in ihrer Kristallstruktur keine schwachen Wechselwirkungen aus, sondern stärkere, in alle Richtungen weisende ionische Bindungen. Aus diesem Grund sind sie nur schwer von dreidimensionalen Materialblöcken abzulösen.

Mittels theoretischer datengestützter Methoden kann vorausgesagt werden, welche Verbindungen sich für die experimentelle Forschung überhaupt lohnen. Ein entscheidender Faktor ist dabei die Bestimmung der Exfoliationsenergie: Sie definiert, wie viel Energie aufgewendet werden muss, um eine 2D-Schicht von der Oberfläche eines Materials abzulösen. Die Studie lieferte den Forschern Informationen zur chemischen Zusammensetzung sowie zu magnetischen, elektronischen und topologischen Eigenschaften. Anwendungen sieht man z.B. für Datenspeicher in Computern oder Smartphones.

Weitere Informationen

  • Ausgabe: 5
  • Jahr: 2022
  • Autoren: Dr.-Ing. Richard Suchentrunk

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