Fyzici pozorují upravené energetické krajiny

2D listy se protínají a otáčejí se nad sebou, čímž se mění energetická krajina materiálů. Fotografický kredit: Ventsislav Valev

Fyzici na University of Bath ve Velké Británii pozorují měnící se energetické krajiny na rozhraní 2D materiálů.

V roce 1884 napsal Edwin Abbott román Flatland: Románek v mnoha dimenzích jako satira viktoriánské hierarchie. Představoval si svět, který existoval pouze ve dvou rozměrech, ve kterém jsou bytosti 2D geometrické postavy. Fyzika takového světa je v některých ohledech podobná jako u moderních 2D materiálů Graf a dichalkogenidy přechodových kovů, které zahrnují disulfid wolframu (WS2), diselenid wolframu (WSe2), disulfid molybdeničitý (MoS2) a diselenid molybdenu (MoSe2).

Moderní 2D materiály se skládají z jednotlivýchatom Vrstvy, ve kterých se elektrony mohou pohybovat ve dvou dimenzích, ale jejich pohyb ve třetí dimenzi je omezen. Díky tomuto „zmáčknutí“ 2D materiály vykazují vylepšené optické a elektronické vlastnosti, které jsou považovány za ultratenká zařízení nové generace v oblasti energie, komunikace, zobrazování a Kvantové výpočty, mimo jiné.

Typicky se pro všechny tyto aplikace 2D materiály zobrazují v plochém uspořádání. Bohužel síla těchto materiálů je také jejich největší slabinou – jsou extrémně tenké. To znamená, že když světlo svítí, může s nimi interagovat pouze v malé tloušťce, což omezuje jejich užitečnost. K překonání tohoto nedostatku hledají vědci nové způsoby, jak skládat 2D materiály do složitých 3D tvarů.

V našem 3D vesmíru mohou být 2D materiály uspořádány na sebe. Abychom rozšířili metaforu Flatland, takové uspořádání by doslova představovalo paralelní světy obývané lidmi, kteří jsou předurčeni nikdy se nesetkat.

Nyní vědci z Katedry fyziky na University of Bath ve Velké Británii našli způsob, jak uspořádat 2D listy WS2 (dříve vytvořené v jejich laboratoři) ve 3D konfiguraci, což má za následek příliš pozměněnou energetickou krajinu ve srovnání s ploché listy WS2. Toto konkrétní 3D uspořádání je známé jako „nanomesh“: síť pečlivě zabalených, náhodně rozmístěných hromádek obsahujících zkroucené a / nebo roztavené listy WS2.

Úpravy tohoto druhu v Flatlandu by umožnily lidem vstoupit do světů toho druhého. „Nepokoušeli jsme se vytvořit pro obyvatele Flatlandu žádnou úzkost,“ řekl profesor Ventsislav Valev, který výzkum vedl.

“Za prvé, naše panely WS2 mají konečné rozměry s nepravidelnými hranami, takže váš svět by měl podivně tvarovaný konec.” Také některé atomy síry byly nahrazeny kyslíkem, což by každému obyvateli přišlo špatně. A co je nejdůležitější, naše listy se křižují a spojují se navzájem a dokonce se kroutí nad sebou, což mění energetickou krajinu materiálů. Pro Flatlandery by takový účinek vypadal, jako by se vesmírné zákony náhle změnily v celé jejich krajině. “

Dr. Adelina Ilie, která nový materiál vyvinula společně se svým bývalým doktorandem a postdoktorem Zichenem Liu, uvedla: „Změněná energetická krajina je ústředním bodem naší studie. Je důkazem, že spojení 2D materiálů za účelem vytvoření 3D uspořádání má za následek nejen “tlustší” 2D materiály, ale také zcela nové materiály. Náš Nanomesh je technologicky snadno vyrobitelný a nabízí nastavitelné vlastnosti materiálu, aby vyhovoval požadavkům budoucích aplikací. “

Profesor Valev dodal: „Nanomesh má velmi silné nelineární optické vlastnosti – efektivně převádí jednu laserovou barvu na druhou v široké škále barev. Naším dalším cílem je použít jej na Si vlnovodech pro vývoj kvantové optické komunikace. “

Doktorand Alexander Murphy, rovněž zapojený do výzkumu, řekl: „Vyvinuli jsme nové metody charakterizace, abychom odhalili změněné energetické prostředí, a těším se na jejich aplikaci na jiné materiály. Kdo ví, co dalšího bychom mohli objevit? “

Odkaz: 10. května 2021, Recenze laseru a fotoniky.
DOI: 10,1002 / lpor.202100117

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Nástroj Nový nástroj určený k podpoře vývoje a vývoje automobilových vozidel

Schematický vnitřní provoz elektrod v palivovém článku և kapacita základních parametrů. Půjčka:Heinz a kol., 2021: Široké používání tradičních vozidel na vodíkový pohon nad tradičními...

Identifikace velmi počátečních kroků, které vedou k rozvoji rakoviny

Konfokální mikrofotografie tenkého střeva myši pomocí technologie Red2Onco. S Red2Onco můžete označit onkogenní mutantní klony (červené klony) a běžné nebo divoké klony (žluté...

Neandertálci a raná moderní lidská kultura koexistovali vedle starších tradic již více než 100 000 let

Výzkum Fakulty antropologie a ochrany na University of Kent zjistil, že jedna z prvních kultur kamenných nástrojů známá jako Acheulean trvala pravděpodobně o desítky...

Snadná věda: co jsou sterilní neutrina?

Sterilní neutrina jsou speciální typ neutrin, který byl navržen k vysvětlení některých neočekávaných experimentálních výsledků, ale nakonec nebyl objeven. Vědci je hledají v...

Newsletter

Subscribe to stay updated.