Электрические, термические и механические свойства контролируются тем, как зерна материала связаны друг с другом. До сих пор считалось, что зерна, состоящие из миллионов атомов, просто собираются вместе, как блоки на столешнице, с небольшими зазорами кое-где.
Профессор Боланд и его команда впервые показали, что наноразмерные зерна в меди фактически наклоняются вверх и вниз, создавая гребни и впадины в материале. Нанокристаллические металлы, такие как медь, широко используются в качестве электрических контактов и межсоединений в интегральных схемах. Это новое понимание в наномасштабе повлияет на конструкцию этих материалов, что в конечном итоге позволит создавать более эффективные устройства за счет снижения сопротивления току и увеличения срока службы батарей в портативных устройствах.
Профессор Джон Боланд, главный исследователь Химической школы AMBER и Trinity, сказал: «Наши исследования показали, что невозможно сформировать идеально плоские наноразмерные пленки из меди и других металлов. Всегда предполагалось, что граница между зернами в этих материалах быть перпендикулярно поверхности.Наши результаты показывают, что во многих случаях эти границы предпочитают располагаться под углом, который заставляет зерна вращаться, что приводит к неизбежной шероховатости.Этот удивительный результат основывался на использовании нами сканирующей туннельной микроскопии, которая позволила нам измерить впервые трехмерная структура границ зерен, включая точные углы между соседними зернами ».
Он добавил: «Что еще более важно, теперь у нас есть план того, что должно происходить с широким спектром материалов, и мы разрабатываем стратегии для управления уровнем вращения зерна. В случае успеха у нас будет возможность манипулировать свойствами материала на беспрецедентном уровне. »