[ad_1]

الکترون ها مسطح می شوند: ژرمانیم با آرایش دو بعدی روی دی بورید زیرکونیوم می افتد

شکل 1. مدل توپی و میله ای برای یک شبکه Ge bitrigonal روی اتم های دیبورید زیرکونیوم ژرمانیوم (آبی روشن و آبی تیره) به صورت خودجوش در یک شبکه دو بعدی “2 بیتی” در شبکه “بیت گرانول” دو بعدی بر روی فیلم های نازک دیبورید زیرکونیوم که روی بلورهای منفرد ژرمانیوم رشد می کنند متبلور می شوند (سبز: Zr ato نارنجی: اتمهای B). اعتبار: موسسه پیشرفته علم و فناوری ژاپن

دانشمندان به تازگی از نظر تئوری و تجربی کشف کرده اند که اتم های ژرمانیوم را می توان در یک شبکه “مستطیل شکل” 2-D بر روی فیلم های نازک دیبرید زیرکونیوم که روی تک بلورهای ژرمانیوم رشد کرده ترتیب داد تا “ماده نوار تخت” با “کاگومه” داخلی ساخته شود. نتیجه پشتیبانی تجربی برای پیش بینی نظری باندهای مسطح ناشی از هندسه اتمی پیش پا افتاده را فراهم می کند و امکان وجود آنها را در بسیاری از مواد دیگر نشان می دهد.

ذهن انسان به طور طبیعی جذب اشیایی می شود که دارای تقارن هستند. در واقع ، مفهوم زیبایی اغلب با تقارن همراه است. در طبیعت ، هیچ چیزی تقارن بیش از بلورها را در بر نمی گیرد. بعد از کشف آنها ، بلورها نه تنها با جذابیت زیبایی شناسی “متقارن” منحصر به فرد ، بلکه با ویژگی های منحصر به فرد خود نیز توجه زیادی را به خود جلب می کنند. یکی از این خصوصیات رفتار الکترون ها در بلور است. از نظر فیزیکی ، الکترون موجود در یک کریستال را می توان با انرژی و کمیت آن کاملاً مشخص کرد ، “حرکت موج بلور” نامیده می شود ، که به سرعت الکترون در کریستال اشاره دارد. رابطه بین انرژی و حرکت بلوری الکترون همان چیزی است که دانشمندان آن را “ساختار باند” می نامند ، که به سادگی سطح انرژی مجاز برای الکترونهای بلور است.

اخیراً ، دانشمندان مواد توجه خود را به اصطلاح “مواد نوار تخت” معطوف کرده اند – دسته ای از مواد دارای ساختار نواری که در آن انرژی بسته به تکانه بلور تغییر نمی کند و بنابراین هنگام استفاده به عنوان تابعی از اینرسی بلور ، شبیه یک خط صاف است – به دلیل توانایی آنها در تولید حالتهای عجیب و غریب ماده ، مانند فرو مغناطیس (مغناطیس خود به خودی مانند آهن) و ابررسانایی (مقاومت صفر در برابر جریان الکتریکی). معمولاً این “نوارهای تخت” در ساختارهای ویژه 2 بعدی مشاهده می شوند که “شبکه صفحه شطرنج” ، “شبکه تاس” ، “شبکه کاگوم” و غیره نامیده می شوند. و معمولاً یا در کریستال و یا در سطح مواد لایه ای مشاهده می شوند. این یک س questionال مرتبط را ایجاد می کند – آیا می توان چنین گریتینگ هایی را در ساختارهای کاملاً جدید 2-D تعبیه کرد؟ تلاش برای طراحی مواد دو بعدی متمرکز بر پاسخ به این س questionال است و یک کشف اخیر نشان می دهد که پاسخ مثبت است.

اکنون ، در یک مطالعه منتشر شده در معاینه بدنی B به عنوان یک ارتباط سریع ، یک تیم بین المللی از دانشمندان از موسسه پیشرفته علم و فناوری ژاپن (JAIST) ، دانشگاه توکیو ، آژانس انرژی اتمی ژاپن و موسسه علوم مولکولی در ژاپن و دانشگاه تامکانگ در تایوان به رهبری دکتر آنتوان فلرانس و پروفسور یوکیکو یامادا-تاکامورا گزارش داد که یک ماده نوار تخت جدید مشتق شده از اتم های ژرمانیم (Ge) در یک شبکه مثلثی 2-D بر روی لایه های نازک دیبورید زیرکونیوم رشد یافته روی تک بلورهای ژرمانیوم گزارش شده است. در حالی که تیم قبلاً این ماده 2 بعدی را رشد داده بود ، اخیراً موفق به کشف ساختار آن شدند.

سال گذشته ، بخشی از تیم مقاله ای نظری را در همان مجله منتشر کرد و شرایطی را که یک شبکه 2-D می تواند یک نوار تخت تشکیل دهد ، برجسته کرد. آنها دریافتند که این مربوط به شبکه “کاگومه” (به معنای مدل سبدهای بافته شده به زبان ژاپنی) است ، اصطلاحی که در ابتدا توسط فیزیکدانان ژاپنی در دهه 1950 برای مطالعه مغناطیس ابداع شد. پروفسور چی چنگ لی ، فیزیکدان دانشگاه تامکانگ تایوان که در این تحقیق شرکت داشت ، یادآوری می کند: “من واقعاً هیجان زده شدم که فهمیدم ساختار الکترونیکی شبکه کاگومه می تواند در نوع کاملاً متفاوتی از یک ساختار 2 بعدی تعبیه شود.” که وجود نوارهای مسطح را در شبکه “دو گانه” پیش بینی می کند.

این پیش بینی پس از مشخص کردن تیم 2-D آماده شده با استفاده از تکنیک های مختلف مانند اسکن میکروسکوپ تونل زنی ، پراش پوزیترون و تابش فوتوالکترون در سطح هسته و زاویه ، به طور قطعی تأیید شد. و داده های تجربی را با محاسبات نظری پشتیبانی می کند تا دو شبکه اصلی را فاش کند.

“نتیجه واقعاً هیجان انگیز است زیرا نشان می دهد که نوارهای تخت می توانند از ساختارهای بی اهمیت نیز به دست آیند و در نهایت در مواد بیشتری قابل درک هستند. قدم بعدی ما این است که ببینیم در دمای پایین چه اتفاقی می افتد و چه ارتباطی با تخت دارد. نوارهای شبکه سه مثلث Ge “، می گوید دکتر فلرنس ، که همچنین اولین نویسنده این مقاله بود.

به راستی ، چه کسی فکر می کرد که یک نیمه هادی معمولی و بدون دردسر مانند ژرمانیوم می تواند چنین امکاناتی عجیب و بی سابقه را ارائه دهد؟ دنیای دو بعدی ممکن است بیش از آنچه تصور می کنیم شگفتی در آستین خود داشته باشد.


تجلی فاصله کوانتومی در مواد نوار تخت


اطلاعات بیشتر:
A. Fleurence و همکاران شکل ظاهری نوارهای تقریباً مسطح از طریق یک شبکه کاگومه که در یک لایه Ge دو بعدی اپیتاکسیال تعبیه شده است و دارای یک ساختار دو گوش است معاینه بدنی B (2020) DOI: 10.1103 / PhysRevB.102.201102

تهیه شده توسط موسسه پیشرفته علم و فناوری ژاپن

نقل قول: الکترونها مسطح می شوند: آلمان در یک آرایش دو بعدی بر روی دیبورید زیرکونیوم قرار می گیرد (2020 ، 4 دسامبر) ، استخراج شده در 4 دسامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-12-electrons-falling-flat- ژرمانیوم-سقوط .html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور تحقیق خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir