لجميع العناصر، لمعرفة ما يمكن القيام به، منفردة أو مجتمعة مختلطة للقيام بكل أنواعها، يشكل تحديا بحثي كبير. ليزلي سي كوبو المختبر، والآن في هذه الدراسة واحدة، وهناك كشف عن وجود مركب الطبقات، ولديها ثلاث الطبيعة لم تكن معروفة سابقا، توجد في المواد، ونشرت نتائجها في "العلوم تقدم "المجلات.

وقد أظهرت الدراسات أن فان دير فال ثلاث الطبقات تيلوريد الجادولينيوم المادي (GdTe3) في جميع المواد المغناطيسية الطبقات المعروفة، فإنه يسلك أعلى التنقل الإلكترون. وبالإضافة إلى ذلك، فقد أمر المغناطيسي، ويمكن بسهولة أن يتم خلع.

هذه الميزات تتضافر لتجعل من المجال المغناطيسي الجديد من الإلكترونيات ومكرر والإلكترونيات الدورانية المرشح المتقدم وما شابه ذلك، وتصميم جهاز تخزين البيانات. فريق لرش بعد فترة وجيزة بدأ المشروع في أوائل عام 2018 اكتشفت في البداية هذه المزايا الفريدة، أول فريق البحوث الناجحة هو دليل على GdTe3 قشر قبالة بسهولة رقائق رقيقة إلى 10 نانومتر أو أقل من ذلك.

(تم إضافة بطاقات الدائرة هنا، يرجى الذهاب إلى رأي العميل عناوين اليوم)

وفي وقت لاحق، أمضى فريق عامين نقاء مادة الكريستال، والتكرير الدولة سوف تضخيم فقط النتائج. المختبر سلمت بالفعل عددا من عينات للباحثين وحريصة على استكشاف كيف يصنف هذا المجمع ضمن الفئة سابقا المحتلة فقط من الغرافيت والفسفور الأسود.

ارتفاع التنقل أمر نادر الحدوث في المواد الطبقات، وخصائص الدراسة وصفت بالتفصيل، ويمكن وصفها بأنها الكم قياس التذبذب أو "الصيد" وكان واضحا أنها يمكن ملاحظة أن حالة كشف الخاصة والمعدات في حالة عدم وجود مختبرات وطنية يمكن عادة العثور عليها في.

عادة، إذا كنت ترى هذه التذبذبات يعتمد في جزء منه على جودة العينة. في غضون عامين، قد تحسنت الباحثون الجودة، لذلك هذه التذبذبات تصبح أكثر وأكثر دراماتيكية. ولكن الدفعة الأولى من عينات أظهرت أنه حتى الدفعة الأولى من نمو البلورات، في النهاية لا يعرفون ما يجب القيام به.

لقد كان من المثير جدا للباحثين، فإن الدراسة لم نتوقع أن نرى نتائج هذه عالية التنقل الإلكترون في هذه المادة. ووصف الباحثون الأخبار بأنه "اختراق" في جزء كبير منه بسبب السيولة العالية. يضاف هذه المواد إلى فان ثنائي الأبعاد دير فال الطبقات المواد، تماما مثل إضافة الاكتشاف الجديد من المكونات الطهي، التي يمكن أن تفعل ظهور الأذواق وأطباق جديدة.

لذلك، وجعل كل هذه المواد لأول مرة، والشيء التالي هو لمعرفة تطبيقاتها المحتملة: على سبيل المثال، يمكنك استخدامها لإنشاء جهاز ما وظيفة؟ والجيل القادم من المواد على طول هذا الخط، لا يمكننا مواصلة تحسين أداء ماذا؟

كما نادر تيلوريد الأرض ثلاثة، GdTe3 الناقل التنقل تتجاوز 60000 cm2V-1S-1. وهذا يعني أنه إذا تم تطبيق 1 فولت / سم لهذه المادة حقل مغناطيسي، فإن الإلكترون يكون 60000 سم في الثانية صافي سرعة الحركة. في المقابل، تنقل المواد المغناطيسية الأخرى عادة سوى بضع مئات من cm2V ~ (-1) ق ~ (-1).

ارتفاع التنقل أمر مهم، لأنه يعني أن الإلكترونات داخل المادة، قادرة على الحركة عالية السرعة مع الحد الأدنى من نثر، وبالتالي الحد من أي حرارة إنتاج جهاز الكتروني استخدامه. فان دير فال المواد ورقة هو المركب الأصلي المواد 2-D، في المواد من هذا القبيل، وطبقة تعادلهما معا في قوة ضعيفة.

باحثون يدرسون لهم لمصنعي المعدات الجيل القادم، ولكن أيضا لمدة الإلكترونيات، التي وصفت لأول مرة في المجتمع العلمي قبل بضع سنوات. مع دوران العلوم، عندما مغلفة المواد ثنائية الأبعاد معا، أنها تشوه أو خلع. معقول شعرية اختلالها يمكن أن يغير الخصائص الكهربائية والبصرية والميكانيكية، والتي قد تولد فرص التطبيق الجديد.

وبالإضافة إلى ذلك، منذ نحو 15 عاما، اكتشف العلماء فان دير فال الطبقات مواد يمكن خلع مثل الاسكتلندي باستخدام مثل هذه الأشياء العادية إلى نحافة طبقة، وهو الاكتشاف الذي ألهم العديد من التطورات الجديدة في الفيزياء. حتى الآن أن 2-D المعروضات المادية أجل المغناطيسي، أي محاذاة الإلكترون تدور مع بعضها البعض.

يتم فرز جميع الأجهزة الدقيقة (على سبيل المثال، محركات الأقراص الصلبة) استنادا إلى المواد المغناطيسية بطرق مختلفة، مما أدى في أغراض مختلفة والكفاءة. هذه المواد اكتشاف الإلكترونية المنبعثة، مثالي جدا، من السهل جدا وسريعة جدا. وعلاوة على ذلك، فإن هذا الأمر المغناطيسي وإمكانية دخول ثنائي الأبعاد، لهذه المواد، بل هو فريد من نوعه.

نتائج قبل عامين أنشأ الشباب مختبرات سي كوبو، وهو دليل قوي على المنتج كما تعمل مع مركز برينستون للمواد المركبة وشارك في تأليف ناي بوان أونج، SanFung وو وعلي يزداني، فهي جامعة برينستون كلية الفيزياء.

إلى فهم كامل الخصائص الكهرومغناطيسية للGdTe3، والفريق أيضا، مختبر أرجون الوطني (مختبر أرغون الوطني) ومعهد ماكس بلانك للتعاون الحالة الصلبة مع كلية بوسطن (كلية بوسطن)، واستخدام أشعة السنكروترون فهم التركيب الإلكتروني للمادة.

من منظور أوسع، ومختبر سي كوبو لدراسة أكثر راض هو "الحدس الكيميائية"، هذا هو "الحدس الكيميائية" دع فريق البحث من GdTe3 بدأت لأول مرة هذه الدراسة، لأنه سوف الاشتباه المبدئي هناك نتائج واعدة، GdTe3 بسرعة وفعالية إنتاجها هو حقيقة أن علامة على أن الكيمياء قدمت مساهمات كبيرة في مجال فيزياء الحالة الصلبة.

فريق هو مادة كيميائية على أساس مجموعة، وتحسب من الكيمياء من هذه المواد يجب أن تكون مفيدة لالتنقل الإلكترون عالية، في النظر في هذه الذرات في البلورة مرتبة في كيف، وكيف ينبغي أن يكون الرهينة لبعضها البعض، بدلا من التركيز على المادية الوسائل، التي عادة ما تكون على أساس الطاقة في هاملتون الإلكترون مفهومة.

لكن الباحثين قد اتخذت نهجا مختلفا جدا، أكثر ورسم الصور عن، مثل الكيميائي قد فعلت، وغيرها من الأمور المرتبطة المسار. حقق الباحثون أيضا نجاح مع هذا الأسلوب، والتفكير في الجوانب المثيرة للمادة، وهي الطرق حتى فريدة ومختلفة!

الديباج بارك | البحوث / من: جامعة برنستون

مجلة إشارة "التقدم العلمي"

دوى: 10.1126 / sciadv.aay6407

الديباج بارك | علوم والتكنولوجيا والبحوث والعلوم

الديباج الانتباه [بارك] لرؤية أكثر واسع الفضاء الأميركية والعلوم للملاحة الفضائية