"Ferroelektrikleri" biliyor musunuz? Atomik dereceli ince ferroelektriklerin yeni özelliklerini keşfedin!
Kuantum mekaniğinin yasalarına göre elektronlar parçacık veya dalga gibi davranır. Bir rezervuarın duvarlarına benzer şekilde, elektronları istenen uzay alanına hapsetmek için bir "elektrostatik potansiyel duvarı" kullanılabilir, bu da fizikçilerin "kuantum ağzı" dediği budur. Elektronların hapsedilmesi, tıpkı lisans düzeyinde kuantum mekaniğindeki "kutudaki parçacıklar" uygulaması gibi, fizikçilerin onlarla çalışmasına izin verir. Ancak elektron içeren malzemeler tarafından üretilen simetri, büyük bariyerler kullanmaya gerek kalmadan onları sınırlandırmak için de kullanılabilir. Aslında atomik kalınlıktaki "kuantum malzemeleri" denen maddede, elektron momentumu çok özel hale gelebilir.
Böylece, küçük bir akım üretilirse, elektronun çok hassas bir momentumu olur. Elektronun momentum seçimi o kadar belirgindir ki "vadiler" olarak adlandırılırlar. Ferroelektriklik, içsel elektrik dipol momenti tarafından üretilir.Ferroelektriklik daha ince bir atom kalınlığına sahip bir malzemeye eklendiğinde, bu malzemeyi oluşturan atomik simetrinin azalması nedeniyle vadi sayısı azalacaktır: Burada incelenen malzemede (SnTe ("Kalay tellür") tek tabakalı) Bu ferroelektrik, en yakın atomik seviyeyi değiştirerek, mevcut vadilerin sayısını yalnızca ikiye indirir. Çinli ve Alman deney grupları ile işbirliği içinde yürütülen teorik çalışmada:
- (Bokeyuan-İllüstrasyon) Ferroelektrik tek tabakada duran dalgaların gösterimi: (a) Tek tabakanın deneysel görüntüsü Ok, içsel dipol momentinin yönünü gösterir ve dikey karanlık özelliği alan duvarıdır. (b) Duran dalgaların deneysel ve teorik doğrulaması. (c) Gözlemlenen duran dalga ile ilgili her bölgedeki momentum uyumsuzluğu diyagramını temsil eder. Resim: Arkansas Üniversitesi
Doktora öğrencisi Brandon J. Miller ve fizik profesörü Salvador Barraza-Lopez, Şekil (a) 'da deneysel olarak gözlemlenen SnTe tek tabakasını yeniden yarattı. Duran dalgaların oluşumunu doğrulamak için (b). Bu sonuçlar birçok yönden önemlidir: İlk olarak, ferroelektriklik ve vadi serbestlik dereceleri arasında yeni bir bağlantı iki boyutlu bir malzemede gösterildi, böylece ferroelektriklik, mevcut vadi sayısını kontrol etmek için kullanılabilir. (Bu ferroelektrik alanlara dayalı bellek cihazları gibi vadi serbestlik derecelerine dayanan elektronik cihazlar, başka bilim adamları tarafından önerilmiştir, ancak burada gözlemlenen vadilerin ve ferroelektrik davranışların birleştirilmesi tamamen yenidir).
Ek olarak, alan duvar aralığı bilgisi ve belirli bir önyargı altında yapıcı parazit gösteren parlak noktaların sayısı, bu ferroelektriklerin elektronik yapısını çıkarmayı mümkün kılar ve deneysel tekniklerin tahmin edilen elektronik yapıyı ilk kez bildiği anlamına gelir. onaylamak. İki boyutlu yarı parçacık duran dalgalar, tutarlı kuantum durumlarının müdahalesi ile üretilir, genellikle kenar saçılması, atomik adımlar veya daha büyük engellere neden olan atomların neden olduğu. Durağan dalga, ferroelektrik tek tabakanın yeni keşfedilen elektriksel olarak nötr alan duvarı tarafından sınırlandırılan maksimum değerlik bandının (EV) maksimum değerine yakındır Uzamsal olarak çözümlenmiş taramalı tünelleme spektroskopisinin gösterdiği gibi, bu sonuçlar polarizasyon ayar elektroniklerinin iki boyutta olduğunu göstermektedir. Ferroelektriklerde uygulama potansiyeli.
Brocade Park Araştırma / Gönderen: Arkansas Üniversitesi
Referans Dergisi "Physics Review Letters"
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.122.206402
Brocade Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim
