g u t x .com.tr İpek yolu - Çin'i anlamaya götürürüm

Ölçülebilen kuantum salınımları! Bu yeni iki boyutlu malzemenin bilinmeyen üç özelliğe sahip olduğu keşfedildi.

Tüm unsurlar için, tek tek veya çeşitli kombinasyonlar halinde yapılabileceklerini anlamak büyük bir araştırma problemidir. Leslie Skoopun laboratuvarı için bu türden bir çalışmada katmanlı bir bileşik ortaya çıkarıldı. Daha önce bilinmeyen üç özelliği vardır ve bir malzemede bulunur. Araştırma bulguları Science dergisinde yayınlanmıştır. Dergide ilerleme.

Çalışmalar, van der Waals katmanlı malzeme gadolinyum tritelluridin (GdTe3) bilinen tüm katmanlı manyetik malzemeler arasında en yüksek elektron hareketliliğine sahip olduğunu göstermiştir. Ayrıca manyetik olarak düzenlenmiştir ve kolayca soyulabilir.

Bu özelliklerin birleşimi, onu manyetik çift elektronik cihazlar ve spintronikler gibi yeni alanların yanı sıra veri depolama ve cihaz tasarımı için gelişmiş bir aday yapar. Schoop ekibi başlangıçta bu benzersiz özellikleri projenin başlamasından kısa bir süre sonra 2018'in başlarında keşfetti.Araştırma ekibinin ilk başarısı, GdTe3'ün 10 nm'nin altındaki ultra ince tabakalara kolayca soyulabileceğini kanıtlamak oldu.

(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)

Daha sonra araştırma ekibi, malzeme kristallerinin saflığını yalnızca sonuçları artıran bir duruma iyileştirmek için iki yıl harcadı. Laboratuvar, araştırmacılara bazı örnekler gönderdi ve bu bileşiğin daha önce sadece siyah fosfor ve grafit tarafından işgal edilen kategoriye nasıl girdiğini keşfetmeye istekli.

Katmanlı malzemelerde yüksek hareketlilik nadirdir, bu çalışmada detaylandırılan özellikler, Ölçülebilir bir kuantum salınımı veya "yalpalama" olarak tanımlanır , Normalde ulusal laboratuarlarda bulunan özel dedektörler ve ekipman olmadan gözlemlenebilecekleri açık.

Normalde, bu salınımları görürseniz, bunun bir kısmı numunenin kalitesine bağlıdır. İki yıl içinde, araştırmacılar kaliteyi iyileştirdi, bu nedenle bu salınımlar gittikçe daha dramatik hale geldi. Ancak ilk numune partisi, ilk parti kristal yetiştirilse bile, ne yaptıklarının bilinmediğini gösterdi.

Bu, araştırmacılar için çok heyecan verici ve çalışma, bu malzemede bu beklenmedik derecede yüksek mobilite elektronik sonuçları gördü. Araştırmacılar haberi, büyük ölçüde yüksek likidite nedeniyle bir "atılım" olarak nitelendirdiler. Bu malzemeyi iki boyutlu van der Waals katmanlı malzemeye eklemek, yeni lezzetler ve yemekler yaratabilecek yeni keşfedilmiş bir pişirme malzemesi eklemek gibidir.

Öyleyse, önce bu malzemeleri çıkarmalıyız ve sonraki şey uygulama potansiyelini bulmaktır: örneğin, ekipmanla hangi işlevler yapılabilir? Bu hattaki yeni nesil malzeme olarak, hangi performans daha da iyileştirilebilir?

Nadir bir toprak tritelluridi olarak GdTe3, 60000 cm2V-1s-1'den fazla bir taşıyıcı hareketliliğine sahiptir. Bu, malzemeye 1 volt / cm'lik bir manyetik alan uygulanırsa, elektronların saniyede 60.000 cm net hızla hareket edeceği anlamına gelir. Tersine, diğer manyetik malzemelerin hareketliliği genellikle sadece birkaç yüz cm2V ~ (-1) s ~ (-1) 'dir.

Yüksek hareketlilik önemlidir, çünkü malzeme içindeki elektronların minimum saçılma ile yüksek hızda hareket edebilmesi ve böylece onunla yapılan elektronik cihazların ısı dağılımını azaltması anlamına gelir. Van der Waals katmanlı malzemeler, katmanların zayıf bir kuvvetle birbirine bağlandığı 2-D malzemelerin ana bileşiğidir.

Araştırmacılar, yeni nesil cihazların üretiminde ve ayrıca birkaç yıl önce bilim camiasında ilk kez tanımlanan ikili elektronikte kullanım için onları inceliyorlar. Döndürme ile, iki boyutlu malzemeler birlikte istiflendiğinde, yanlış hizalanabilir veya bükülebilirler. Kristal kafesin makul şekilde yerinden çıkması, yeni uygulama fırsatları yaratabilecek elektriksel, optik ve mekanik özellikleri değiştirebilir.

Ayrıca yaklaşık 15 yıl önce bilim adamları, van der Waals katmanlı malzemelerin, bant gibi sıradan şeyler kullanılarak en ince tabakaya kadar soyulabileceğini keşfettiler ve bu keşif, fizikteki birçok yeni gelişmeye ilham verdi. Ancak şimdi 2 boyutlu malzemelerin manyetik bir düzen sergilediği, yani elektronların dönüşlerinin birbiriyle hizalı olduğu keşfedildi.

Tüm minyatür cihazlar (sabit sürücüler gibi), malzemelere göre manyetik olarak farklı şekillerde sınıflandırılır, bu da farklı verimlilik ve kullanımlarla sonuçlanır. Bu elektron tarafından yayılan malzemenin mükemmel, çok kolay ve çok hızlı olduğu bulundu. Ek olarak, bu manyetik sıra ve iki boyuta girme olasılığı bu malzemeye özgüdür.

Bu araştırmanın sonuçları, Princeton Kompozit Merkezi ve ortak yazarlar Nai Puan Ong, SanFung Wu ve Ali Yazdani ile iki yıldan uzun bir süre önce kurulan genç Skoop Lab'ın güçlü bir kanıtıdır. Hepsi Princeton Üniversitesi Fizik Bölümünde öğretim üyeleridir.

Ekip, GdTe3'ün elektromanyetik özelliklerini tam olarak anlamak için Boston College, Argonne Ulusal Laboratuvarı ve Max Planck Katı Hal Enstitüsü ile de işbirliği yaparak malzemenin elektronik yapısını anlamak için senkrotron radyasyonu kullandı.

Daha geniş bir bakış açısına göre, Skoop Lab'ın bu araştırmada en çok memnun olduğu şey "kimyasal sezgi" dir. Araştırma ekibinin araştırmaya ilk önce GdTe3 ile başlamasına yol açan bu "kimyasal sezgidir", çünkü başlangıçta bu Umut verici sonuçlarla, GdTe3'ün onları bu kadar hızlı ve güçlü bir şekilde üretmesi, kimyanın katı hal fiziği alanına önemli bir katkı yaptığının bir işaretidir.

Araştırma ekibi aynı zamanda Kimya Bölümü'nde bir gruptur.Kimyasal prensiplere göre bu malzemenin yüksek hareket kabiliyetine sahip elektronlar için faydalı olması gerektiği hesaplanır.Atomların bu kristallerde nasıl dizildiği ve fiziğe değil, birbirlerine nasıl bağlanmaları gerektiği düşünülür. İkincisi genellikle elektronların enerjisini anlamak için Hamilton'a dayanır.

Ancak araştırmacılar, kimyagerlerin yaptığı gibi, orbitaller gibi şeyler hakkında çok farklı bir yaklaşım benimsedi. Heyecan verici materyaller üzerine çok özgün ve farklı bir düşünme yöntemi olan bu yöntemle araştırmacılar da başarıya ulaştı!