תפירה שטח גדול פסאודו שדה מגנטי בגרפן על גבי קריסטל עם סימטריה שונה

Anonim

האוניברסיטה הלאומית של סינגפור חוקרים גילו שיטה פשוטה ויעילה לייצר שדה גדול פסאודו שדה מגנטי (PMF) על גרפן, והדגים כיצד זה יכול להיות מכוון עם ההפצה המרחבית הרצוי ועוצמת עבור אחסון נתונים ויישומים ההיגיון ("חייג מדגם שדות פסאודו-מגנטיים על גבי גראפן-זרחן שחור heterostructure ").

תחום האלקטרוניקה מתמקד כיצד לשלוט ולנצל את המאפיינים של אלקטרונים. כדי ללמוד או לשנות את המאפיינים של אלקטרונים אלה על המשטר הקוונטי, שדה מגנטי צריך להיות מיושם.

דרך נוספת להשגת אפקט זה היא ליצור סוג מיוחד של זן מכני בגראפן, שבו האלקטרונים מתנהגים כאילו הם תחת השפעת שדה מגנטי המופעל מבחוץ. במקרה זה, אין שדה מגנטי מיושם פיזית וזה מוסבר על ידי נוכחות של המתח שנוצר על ידי PMF.

לאלקטרונים יש דרגות חופש נוספות (פרמטר עצמאי המתאר את מצב האלקטרוניקה) מלבד החיוב. אלה ידועים כמו ספינים ואת העמק תואר של חופש. העמקים הם מקסימום ומינימום של אנרגיות אלקטרונים במצב מוצק גבישי. שיטה לשליטה באלקטרונים בעמקים שונים יכולה לשמש לפיתוח טכנולוגיות מיחשוב יעילות יותר.

זן- Induced PMF ב גרפן נבדקו כגישה מבטיחה כדי לפרק את העמקים בגרפן ולהפוך האנרגיות שלהם לא שווה, לייצר פיזיקה מסקרן כגון זרם מקוטב בעמק. חוקרים רבים נמשכו על ידי PMFs העצום (עד 300 teslas) שנצפו שאינם מישוריים, מתוח גראפן ננו כגון nanobubbles גרפן.

עם זאת, אלה מופצים באופן אקראי והם אינם אפשריים ליישום מעשי. למרות התיאוריה חוזה כי זנים עם סימטריה משולש מסוגלים ליצור PMF בחומרים, אין כיום טכניקה ניסיונית ידוע אשר יכול ליצור את המרקם זן ספציפי לייצר PMF אחיד עם ההפצה המרחבית הרצוי ועוצמה.

צוות בראשות פרופ 'LOH קיאן פינג מהמחלקה לכימיה המרכז לחומרים מתקדמים D-2, NUS גילתה דרך לייצר PMFs על גרפן על ידי כיסוי גרפן על זרחן שחור (BP) כדי ליצור גראפן ב- on-BP heterostructure. צוות המחקר כולל גם כימאי השטח פרופסור LU Jiong ו תיאורטיקן פרופ 'אדם SHAFFIQUE מ NUS. שריר הסורגים גדול זן גזירה שהוטלו על ידי סריגים זה על זה מעוררים PMFs על גראפן, אשר ניתן למדוד ישירות באמצעות סריקה במיקרוסקופ מנהור.

בנוסף, הם גילו דרך להתאים את האינטנסיביות ואת ההתפלגות המרחבית של ה- PMF על גרפן על ידי שינוי זווית הסיבוב בין הכיוונים הקריסטלוגרפיים של הגרפן לבין BP. כאשר שדה מגנטי חיצוני מוחל בנוכחות ה- PMF, הם מסוגלים ליצור שני סוגים של זרמים לא שווים, הידועים כזרם מקוטב בעמק במדידות התחבורה החשמלית.

פרופ 'לו אמר: "בקרת רכיבי PMF בננומטריה מאפשרת לבחון את הפיזיקה הקיצונית הבאה: ראשית, שדות ה- PMF יכולים לשמש מחסומי אנרגיה כדי להגביל את הזרמים ביעילות לערוץ חד-ממדי, כמו כן, ניתן לפתח מסנני עמק על בסיס קיטוב עמק חשוב לציין, גילינו כי מרקם זן מורכב שנוצר על ידי הצבת גביש משושה (גרפן) על גבי גביש אורתורומבי (BP) מתאים לייצור PMF שטח גדול.

המשמעות היא שישנם צירופים אחרים של גבישים דו-ממדיים שטרם התגלו. המחקר שלנו פותח אפוא הזדמנויות חדשות עבור הנדסת זנים, במטרה להתאים את ההתפלגות המרחבית ואת עוצמת ה- PMF ".

menu
menu