פיצול גבישים עבור מוליכות מתכתית דו-מימדית

Anonim

גליונות של אלקטרונים כי הם ניידים מאוד רק שני מימדים, הידועה בשם 2-D גז אלקטרון, יש מאפיינים ייחודיים שניתן למנף עבור מכשירים אלקטרוניים מהירים יותר הרומן. חוקרים חקרו גז דו-ממדי של אלקטרון, שהתגלה רק בשנת 2004, כדי לראות כיצד ניתן להשתמש בו במוליכי-על, מוליכים ומכשירים אלקטרוניים, בין היתר.

חוקרים מאוניברסיטת טוהוקו ביפן, עם צוות בינלאומי של עמיתים, זיהו לאחרונה את המבנה האטומי של קבוצה של חומרים הקשורים perovskite מראה מעניין 2-D תכונות מוליכות. החומרים עשויים סטרונציום, ניוביום אטומי חמצן, עם מבנה שכבות נגזר perovskite. אלה תרכובות niobate סטרונציום להראות הבטחה לפיתוח אלקטרוניקה מתקדמים בשל מוליכות מתכת חד מימדי למחצה שלהם.

Yuichi Ikuhara של המכון מתקדם באוניברסיטת טוהוקו לחקר חומרים עם יוהנס גיאורג Bednorz של מעבדה מחקר Zürich ועמיתים השתמשו אטום נפתרה סריקה שידור מיקרוסקופית אלקטרונים בשילוב עם חישובים תיאורטיים כדי ללמוד כיצד הוספת אטומי חמצן כדי נירוטים סטרונציום משפיע על המוליכות שלהם. ארבעה חומרים שונים נוצרו בהתאם לריכוז של אטומי חמצן.

החוקרים מצאו כי שלושה מהחומרים היו מוליכי חשמל ואילו הרביעי היה מבודד. בקנה מידה אטומי, הם גילו את החומרים נוצרו של לסירוגין שרשרת כמו לוחות זיגזג. בהתאם לריכוז של אטומי חמצן, לוחות דמויי שרשרת היו שניים, שלושה או ארבעה שכבות עבה, לפעמים משתנים בתוך אותו חומר. לוחות הזיגזג היו בשכבות בידוד בכל החומרים, בעוד שהלוחות דמויי השרשרת ניהלו שכבות בשלושה מתוך ארבעת החומרים.

הצוות קבע כי מוליכות חשמלית מקומית בתוך החומר ישירות תלויה בצורות של octahedra niobate בשכבות. כאשר יונים חיוביים של ניוביום נעקרו לעבר המרכזים של octahedra niobate, הטבע מנצח המקומי היה המושרה.

2-D שכבות מוליכות נוצרות בדרך כלל על ידי יצירת ממשק בין שני מבודדים. עכשיו זה צריך להיות אפשרי להשיג את אותה מטרה על ידי פילוח 3-D ניהול חומרים לתוך ערימות של 2-D שכבות ניטור מופרדים על ידי שכבות בידוד, אומרים החוקרים במחקרם שפורסם בכתב העת ACS ננו. זה יכול להוביל ליישומים בפיתוח של 2-D חשמל מוליך חומרים והתקנים.

menu
menu