Tutkijat laajentavat twistroniikan rajoja30.07.2026
”Twistronics-ala kehitettiin käyttämällä 2D-materiaaleja, jotka sitoutuvat heikkojen van der Waalsin voimien avulla”, sanoo Ruijuan Xu, tutkimusartikkelin vastaava kirjoittaja North Carolina State Universitystä. ”Työmme osoittaa, että on mahdollista käyttää oksidimateriaalikerroksia, jotka ovat yhteydessä toisiinsa vahvoilla kemiallisilla sidoksilla – samalla kun kiteisten oksidikalvojen välistä kiertymiskulmaa hallitaan tarkasti.” ”Havaitsimme vahvan oksidikerrosten välisen sidoksen, joka viittaa siihen, että tutkittavana saattaa olla täysin uusia rajapintailmiöitä”, Xu lisää. ”Olemme osoittaneet kykymme hallita monia materiaalien ominaisuuksia – mukaan lukien faasirakenne ja domeenikonfiguraatio – tavoilla, jotka tarjoavat uusia mahdollisuuksia suunnitella materiaaleja ja piirirakenteita tiettyihin sovelluksiin.” Tätä työtä varten tutkijat syntetisoivat kiteisiä natriumniobaatti (NaNbO3) kalvoja joita toistensa päälle ja visuaalisten merkkien avulla säädettiin tarkasti kerrostuksen välistä kiertymiskulmaa. Sen jälkeen tutkijat he suorittivat materiaalikohtaisen hehkutusprosessin vahvan kemiallisen sidoksen luomiseksi kerrosten välille. ”Laitteissa mittakaavalla on merkitystä”, Xu sanoo. ”Koska näitä kiteisiä kalvoja voidaan valmistaa laajoille alueille ja siirtää eri alustoille, tämä lähestymistapa tarjoaa käytännöllisen polun kohti kiertotekniikalla valmistettua oksidielektroniikkaa.” ”Havaitsimme, että kahden kerroksen väliset sidokset ovat niin vahvoja, että ne vääristävät materiaalin atomirakennetta – aiheuttaen atomihilan asteittaisen kiertymisen kerrosten välisessä rajapinnassa”, Xu sanoo. ”Havaitsimme myös muutoksia materiaalin faasirakenteessa. Jää nähtäväksi, miten tämä vaikuttaa materiaalin ominaisuuksiin, mutta sitä tutkimme parhaillaan.” Tutkijat huomauttavat, että vaikka tämä työ tehtiin käyttäen NaNbO3:a mallina, tekniikkaa voitaisiin laajentaa muihin kompleksisiin oksideihin. ”Työmme esittelee tekniikan, jolla voidaan luoda laaja-alaisia oksidisia twistronisia materiaaleja, joilla on hallitut kiertymiskulmat ja vahva kemiallinen sidos kerrosten välillä”, Xu sanoo. ”Oksiditwistroniikalla on jännittävä aika, sillä se tarjoaa uusia mahdollisuuksia suunnitella monimutkaisia oksidifunktionaalisuuksia kiertymisen avulla.” Aiheesta aiemmin: Twistroniikalla altermagnetismia tuottaen Kiertymällä ohjattu magnetismi kasvaa moiré-efektin ulkopuolelle Twistroniikkaa nyt myös äänelle |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Tutkijat ovat osoittaneet, että twistroniikan alaa on mahdollista laajentaa – kirjaimellisesti. He ovat esitelleet tekniikan, jonka avulla he voivat valmistaa paljon suurempia oksidipohjaisia twistronic-materiaaleja samalla, kun he voivat hallita materiaalien välisiä kiertymiskulmia, jotka määräävät niiden rakenteelliset ja sähköiset ominaisuudet.