Multifunktsionaalsed monokihid seovad seadmeid, mis saavad korraga teha kahte asja

Multifunktsionaalsed vannimänguasjad ehk veesõda püssideta (Juuni 2019).

Anonim

Kahemõõtmelised materjalid, mis võivad mitmeotstarbeliselt töötada.

See on uue protsessi tulemus, mis looduslikult toodab mustrilisi monokihte, mis võivad olla aluseks mitmesuguste uudsete materjalide loomisele, millel on kaks optilisi, magnetilisi, katalüütilisi või sensingivõime.

"Kujukesed materjalid avavad võimaluse, et ühes materjalis on kaks funktsiooni, näiteks katalüüsib keemilist reaktsiooni ja samal ajal toimib teise molekuli komplekti sensorina, " ütles Sarkrates Pantelides, William ja Nancy McMinn, füüsika professor Vanderbilti ülikoolis, kes koordineeris uurimistööd Pekingis asuva Hiina Teaduste Akadeemia Füüsika Instituudi professoriga Hong-Jun Gao. "Muidugi saate seda teha, kasutades kahte materjali kõrvuti, kuid mustrilised materjalid pakuvad terve hulk uusi seadme disainerite võimalusi."

Nende saavutus on kirjeldatud ajakirjas Nature Materials avaldatud 12. juunil trükises pealkirjaga "Molekulide ja nanoosakeste selektiivse adsorptsiooni sisemiselt mustrid kaksimõõtmelised materjalid".

Elektroonikas on kahemõõtmelised (2D) materjalid kuum teema, sest nende paljude potentsiaalsete rakenduste tõttu. Kõige rohkem on tähelepanu pööratud graafeeni, mis koosneb ühest süsinikuaatomite lehest, kuid tema keemilisi ja elektrilisi omadusi on osutunud väga keeruliseks. Selle tulemusena on kogu maailmas teadustööga seotud halogeniidid (materjalid, mis sisaldavad väävlit, seleeni või telluumi, mis sisaldavad nende laialdasi erinevusi optiliste, elektriliste ja termiliste omaduste poolest), kuna mõned neist moodustavad loomulikult monokihid, mis võivad olla tühjad, on spetsiifiliste rakenduste jaoks hõlpsasti kohandatud.

Nüüd on Pantelides ja tema kaastöötajad näidanud, et kahe halogeeniidi (plaatina-seleen ja vask-selenium) moodustunud monokihid ühendavad loomulikult nanoskaala täpsusega vahelduvaid kolmnurgasid erinevatel faasidel: metallist ja pooljuhist. Kuna igal etapil on erinevad elektrilised ja keemilised omadused, võivad selle pinnale siduda kahte erinevat tüüpi molekulid, mis võimaldavad tal täita kahte funktsiooni korraga.

"Üldiselt on" 2D-materjalid "spetsiifilisteks rakendusteks" funktsionaliseeritud ", adsorbeerides neile erinevate aatomite või molekulide liike või lisades lisandit nende muul viisil ideaalses kristalses struktuuris samamoodi, nagu pooljuurid nagu räni, funktsionaliseeritakse dopinguga lisandite abil, mis võimaldab välja töötada elektroonilisi seadmeid, nagu arvutid juhtivad kiibid, "selgitas Pantelides. "Meie uus paber laiendab 2D materjalide valdkonda ühe olulise sammuna. See näitab meetodit, kuidas valmistada 2D materjale, mis võimaldavad materjali kahel faasis iseseisvalt funktsioneerida."

Eksperimendid viidi läbi Gao laboris Pekingis ja teoreetilisi arvutusi teostati Vanderbilt, USA energeetikaministeeriumi riiklikus energiauuringute teaduslikus arvutuskeskuses ja Hiina Teaduste Akadeemia ülikoolis.

menu
menu