2D-materiaalit mutkalle ja avaruuteen

Kiinan tiedeakatemian Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) -tutkimusryhmä on ehdottanut uutta strategiaa, jonka avulla voidaan tarkasti manipuloida kerrosten välisiä pinoamisjärjestyksiä ja niihin liittyviä ominaisuuksia kaksiulotteisissa (2D) van der Waalsin kerroksellisissa materiaaleissa mekaanisen taivutuksen avulla, mikä mahdollistaa tehokkaan sähköisen polarisaatiokytkennän.

2D-materiaalien pinoamisjärjestystä muuttamalla voidaan saavuttaa erilaisia ​​faaseja, mikä vapauttaa poikkeukselliset sähköiset, optiset ja magneettiset ominaisuudet.

Työssään koneoppimisen mahdollisuuksia käyttämällä tutkijat ehdottavat mekaanista taivutusmenetelmää pinoamisjärjestyksen ja niihin liittyvien ominaisuuksien manipuloimiseksi liukuvassa ferrosähköisessä h-BN, 3R-MoS2 ja ei-ferrosähköisessä kaksikerroksisessa grafeenissa.

Tämä työ ehdottaa jännittävää mekaanista taivutustapaa pinoamisjärjestyksen ja siihen liittyvien optisten, topologisten, ferrosähköisten ja magneettisten ominaisuuksien dynaamiseen manipuloimiseen van der Waalsin kerroksellisissa materiaaleissa.

Tsinghuan yliopiston tutkijat ovat osoittaneet puolestaan, että kaksiulotteiset (2D) puolijohdemateriaalit kestävät avaruuden ankarat olosuhteet.

Professori Ruitao Lv:n johtama materiaalitieteen ja tekniikan korkeakoulun tiimi lähetti 2D-materiaaleja ja kenttävaikutustransistoreita (FET) kiertoradalle Kiinan uudelleenkäytettävällä Shijian-19 satelliitilla.

14 päivän avaruudessa olon jälkeen materiaalit palasivat Maahan ja osoittivat huomattavaa vakautta huolimatta altistumisesta säteilylle, mikrogravitaatiolle ja korkeille/matalille lämpötiloille.

Kokeessa keskityttiin 2D-siirtymämetallidikalkogenideihin (TMDC), erityisesti WSe2:een ja Nb-seostettuun WSe2:een, jotka syntetisoitiin käyttämällä kemiallista höyrypinnoitusta (CVD). Näitä materiaaleja käytettiin FET:ien valmistukseen, joiden optinen ja sähköinen suorituskyky testattiin ennen ja jälkeen avaruuslennon.

Tulokset olivat vaikuttavia: materiaalit säilyttivät rakenteellisen eheytensä ja FETllä oli vakaat kytkentäominaisuudet päälle/pois virtasuhteilla välillä 10⁶ - 10⁷.

Yksi yllättävimmistä löydöistä oli, että avaruuskapselin sisällä säilytetyt 2D-materiaalit osoittivat korkeampaa fotoluminesenssin (PL) intensiteettiä verrattuna maapallolle varastoituihin materiaaleihin, mikä viittaa siihen, että avaruusympäristöllä saattaa olla "säilyttämisvaikutus" näihin materiaaleihin.

Tämä löytö avaa uusia mahdollisuuksia 2D-puolijohteiden käyttöön kehittyneissä avaruusteknologioissa, kuten säteilynkestävässä elektroniikassa ja erittäin herkissä optisissa antureissa.

Aiheista aiemmin:

Kiertymä muokkaa kaistaeroa

Kaksiulotteisia fettejä piikiekolle