Электрическими, тепловыми и механическими свойствами управляют тем, как зерно в материале связано друг с другом. До сих пор считалось, что зерно, которое составлено из миллионов атомов, просто упаковывает вещи вместе как блоки на поверхности стола с небольшими промежутками тут и там. Профессор Боланд и его команда показали впервые, что наноразмерное зерно в меди на самом деле наклоняется вверх и вниз, чтобы создать горные хребты и долины в материале.
Нанокристаллические металлы, такие как медь широко используются в качестве электрических контактов и межсоединений в интегральных схемах. Это новое понимание в наноразмерном повлияет, как эти материалы разработаны, в конечном счете позволив более эффективные устройства, уменьшив сопротивление электрическому току и увеличив время работы от батареи в переносных устройствах.Профессор Джон Боланд, Научный руководитель в ЯНТАРЕ и Школе Троицы Химии, сказал, «Продемонстрировало наше исследование, что невозможно сформировать совершенно плоские наноразмерные фильмы меди и других металлов. Граница между зерном в этих материалах, как всегда предполагалось, была перпендикулярна поверхности.
Наши результаты показывают, что во многих случаях эти границы предпочитают быть под углом, который вынуждает зерно вращаться, приводя к неизбежному огрублению. Этот неожиданный результат полагался на наше использование просмотра тоннельной микроскопии, которая позволила нам измерять впервые трехмерную структуру границ зерна, включая точные углы между смежным зерном».
Он добавил, «Что еще более важно, у нас теперь есть проект того, что должно произойти в широком спектре материалов, и мы разрабатываем стратегии, чтобы управлять уровнем вращения зерна. Если успешный у нас будет возможность управлять свойствами материала на беспрецедентном уровне, влияя не только на бытовую электронику, но и другие области, такие как медицинские внедрения и диагностика.
Это исследование помещает Ирландию все снова и снова в центре существенных инноваций и дизайна».