یك ماده ۲ بعدی جدید كشف شد
فیزیكدانان دانشگاه ˮآركانزاسˮ یك ماده دو بعدی فروالكتریك جدید كشف كرده اند كه تنها دو اتم ضخامت دارد.
به گزارش راستابلاگ به نقل از ایسنا و به نقل از فیز، دانشمندان دانشگاه رکانزاس قسمتی از یک تیم بین المللی هستند که یک ماده فروالکتریک دو بعدی با ضخامت تنها دو اتم کشف کرده اند.
مواد دو بعدی غشاهای فوق نازک هستند که نویدبخش کاربردهای نوری، حرارتی و مکانیکی جدید هستند که همچون در دستگاه های بسیار نازک ذخیره سازی داده که هم قابل جمع شدن باشند و هم اطلاعات متراکم را در خود جای دهند، کاربرد دارند.
مواد دو بعدی که گاهی اوقات بعنوان مواد تک لایه یاد شده قرار می گیرند، موادی کریستالی متشکل از یک لایه از اتم می باشند. این مواد در زمینه هایی مانند فتوولتائیک، نیمه هادی ها، الکترودها و تصفیه آب کاربرد دارند.
مواد دو بعدی را می توان بطور کلی بعنوان یک آلوتروپ دو بعدی از عناصر یا ترکیبات مختلف متشکل از دو یا چند بخش شامل پیوند کووالانسی طبقه بندی کرد.
مواد دو بعدی در چارچوب عنصر بطور کلی پسوند ene- را در نام خود دارند، در صورتیکه در چارچوب ترکیب دارای پسوندهای ane- یا -ide هستند. اختلاط مناسب لایه های کاربردی دو بعدی با سیستم های سه بعدی همچنان یک چالش مهمست که عملکرد دستگاه و طراحی چرخه را محدود می کند.
انتظار می رود که حدود ۷۰۰ ماده دو بعدی پایدار وجود داشته باشد، بااینکه خیلی از آنها هنوز ساخته نشده اند. پیش بینی می شود بازار جهانی مواد دو بعدی تا سال ۲۰۲۵ به ۳۹۰ میلیون دلار آمریکا برسد که بیشتر مربوط به گرافن های نیمه هادی، الکترونیک، انرژی باتری و بازار مواد کامپوزیت خواهد بود.
فروالکتریسیته نیز خاصیتی در مواد است که موجب می شود در سطح سلول واحد، به سبب چینش منظم اتم یا مولکول ها، دوقطبی های الکتریکی دائمی به وجود بیاید، به نحوی که جهت آنها با اعمال میدان الکتریکی خارجی قابل تنظیم باشد.
"بارازا لوپز" از پژوهشگران این مطالعه جدید از دانشگاه آرکانزاس اظهار داشت: مواد فروالکتریک آنهایی هستند که دارای دو قطبی ذاتی هستند و می توانند توسط یک میدان الکتریکی تغییر کنند. پژوهشگران تلاش زیادی را برای کشف فروالکتریک های نازک و باریک دو بعدی در پنج سال قبل داشته اند.
این ماده جدید کشف شده توسط این تیم تحقیقاتی، یک قلع سلنید تک لایه و سومین فروالکتریک دو بعدی متعلق به خانواده شیمیایی مونو کالکوژنیدهای گروه IV است که تابحال بطور تجربی ساخته شده است.
این تیم تحقیقاتی علاوه بر دانشمندان دانشگاه آرکانزاس شامل محققانی از انستیتو فیزیک ریزساختار موسسه ماکس پلانک در آلمان و آکادمی علوم اطلاعات کوانتومی پکن در چین است.
پژوهشگران با بهره گیری از میکروسکوپ تونلی روبشی، لحظه دو قطبی الکترونی تک لایه های قلع سلنید را که روی یک بستر گرافیتی رشد یافته بود، تغییر دادند.
میکروسکوپ تونلی روبشی(STM: Scanning tunneling microscope) گونه ای میکروسکوپ پروبی روبشی است که بر طبق روبش سطح رسانا به وسیله نوک بسیار باریک(در حد چند نانومتر) و تغییر در میزان جریان عبوری برحسب فاصله کار می کند. با این میکروسکوپ می توان نحوه آرایش اتم ها در سطح شبکه را به تصویر کشید. به عبارت دیگر تصویر به وجود آمده نشان دهنده آرایش فضایی نوار رسانش فلز یا نیمه هادی است.
بکارگیری آزمایشی این مواد به تأیید پیش بینی های تئوریک در مورد رفتارهای فیزیکی جدید کمک می نماید. آنها همین طور میزبان جلوه های نوری غیرخطی هستند که می توانند برای کاربردهای نوری کاملاً جمع و جور نوری مورد بهره برداری قرار بگیرند.
این کشف در مقاله ای در مجله Nano Letters انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب