[ad_1]

گروهی از محققان بین المللی در دانشگاه منچستر روش جدیدی را کشف کرده اند که می تواند زاویه – “چرخش” – بین لایه های اتمی نازکی را که نانوساختارهای عجیب و غریب ساخته شده توسط بشر به نام ساختارهای دگرگونی ون در والس را ایجاد می کنند – تصفیه کند و به سرعت بخشیدن به نسل بعدی الکترونیک کمک کند. .

پروفسور میشچنکو ، رهبر تیم ، توضیح داد: این روش جدید می تواند چرخش پویایی و دستکاری مواد دو بعدی را به صورت لایه لایه روی یکدیگر ایجاد کند تا ساختارهای وان در والس را ایجاد کند – دستگاه هایی در مقیاس نانو که دارای ویژگی های غیر معمول و پدیده های جدید مهیج هستند.

تنظیم زاویه پیچش ، توپولوژی و فعل و انفعالات الکترونیکی را در مواد دو بعدی کنترل می کند – و چنین فرایندی ، “twistronics” نامیده می شود ، در سالهای اخیر در زمینه تحقیقات فیزیک موضوع در حال رشد بوده است. مطالعه جدید با هدایت منچستر در پیشرفت علمی امروز (جمعه ، 4 دسامبر).

“روش ما اجازه می دهد تا ساختارهای پیچیده ون در والس با ویژگی های نوری ، مکانیکی و الکترونیکی به صورت پویا قابل تنظیم باشد.” یاپینگ یانگ ، نویسنده اصلی این اثر را توضیح داد.

جاپینگ یانگ افزود: به عنوان مثال ، این روش می تواند در دستکاری رباتیک خودمختار بلورهای دو بعدی برای ساخت ابرشبکه های Van der Waals مورد استفاده قرار گیرد ، که به شما امکان موقعیت یابی دقیق ، چرخش و دستکاری مواد 2D را می دهد تا مواد با زاویه مورد نظر تولید شود. چرخش برای اصلاح خصوصیات الکترونیکی و کوانتومی مواد ون در والس – سایپرز ، باشگاه دانش “

لایه های پیچشی بلورهای 2D نسبت به یکدیگر منجر به تشکیل یک الگوی موآر می شود ، جایی که شبکه های کریستال های 2D والدین یک ابر شبکه تشکیل می دهند. این ابر شبکه می تواند به طور کامل رفتار الکترون ها را در سیستم تغییر دهد و منجر به مشاهده بسیاری از پدیده های جدید شود ، از جمله همبستگی های قوی الکترون ، اثر هال کوانتومی فراکتال و ابررسانایی.

این تیم با ساخت موفقیت آمیز ساختارهایی که در آن گرافن کاملاً با دو لایه فوقانی و تحتانی کپسوله سازی نیترید بور شش ضلعی – که “گرافن سفید” نامیده می شود – مطابقت داشت ، این تکنیک را ایجاد کرد و شبکه های دوگانه مویری را در هر دو رابط ایجاد کرد.

همانطور که در پیشرفت علمی، این روش توسط یک برچسب مقاوم در برابر پلیمر بر روی کریستال های 2D هدف و یک دستکاری ژل پلیمری واسطه است که می تواند چرخش و موقعیت مواد 2D را به طور دقیق و پویا کنترل کند.

“آرتم میشچنکو” افزود: “تجهیزات ما این پتانسیل را دارد که twistronics را به سیستم های اندازه گیری برودتی وارد کند ، به عنوان مثال ، با استفاده از میکروکنترلرها یا دستگاه های میکرو الکترو مکانیکی.”

محققان از یک شیشه شیشه ای با قطره پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) به عنوان دستکاری کننده استفاده کردند که در هندسه نیمکره بهبود یافته و به شکل طبیعی شکل گرفت. در همین حال ، آنها به عمد یک وصله پلی متیل متاکریلات epitaxial (PMMA) را با استفاده از لیتوگرافی استاندارد پرتو الکترون روی یک کریستال 2D هدف قرار دادند.

مراحل دستکاری مقیاس های هدف در یک ساختار ناهموار به راحتی دنبال می شود. با پایین آوردن ژل پلیمری ، نیمکره PDMS با وصله PMMA در تماس است. هنگامی که آنها یکدیگر را لمس می کنند ، می توان کریستالهای 2D هدف را بر روی سطح پوسته پایین حرکت داد یا چرخاند. چنین حرکتی نرم پوسته های 2D بر اساس روانکاری بیش از حد بین دو ساختار بلوری است.

روغن کاری بیش از حد پدیده ای است که در آن اصطکاک بین سطوح صاف اتمی بسته به شرایط خاص از بین می رود.

تکنیک دستکاری امکان تنظیم مداوم زاویه پیچش بین لایه ها را حتی پس از مونتاژ ساختار ناهمسان فراهم می کند. در صورت درخواست می توان وصله epitaxial PMMA را به هر شکلی طراحی کرد ، معمولاً هندسی را که با مقیاس مورد نظر مطابقت دارد اتخاذ می کند. روش دستکاری راحت و قابل تکرار است ، زیرا وصله PMMA به راحتی با استون شسته و الگو را می توان با لیتوگرافی تکرار کرد.

به طور معمول ، برای یک نیمکره PDMS که با دقت ساخته شده باشد ، منطقه تماس بین نیمکره و کریستال 2D به شعاع نیمکره بستگی دارد و نسبت به نیروی تماس بسیار حساس است و کنترل دقیق حرکت کریستال 2D هدف را دشوار می کند.

“وصله epitaxial PMMA نقشی اساسی در روش دستکاری بازی می کند. ترفند ما این است که منطقه تماس با ژل پلیمر دقیقاً به الگوی شکل لایه پلیمر epitaxial محدود می شود. این کلید دستیابی به کنترل دقیق دستکاری است ، اجازه می دهد تا استفاده از یک نیروی کنترل بسیار بیشتر. “گفت جیدونگ لی ، یکی از نویسندگان همکار.

در مقایسه با سایر تکنیک های مربوط به دست زدن به مواد دو بعدی ، مانند استفاده از نوک میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) برای بیرون انداختن یک کریستال با یک هندسه مخصوص طراحی شده ، روش in-situ در twistronics غیر مخرب است و می تواند پوسته ها را بدون توجه به ضخامت آنها دستکاری کند. در حالی که نوک AFM فقط برای پوسته های ضخیم بهتر عمل می کند و می تواند نازک ها را از بین ببرد.

ترازبندی کامل گرافن و نیترید بور شش ضلعی ، پتانسیل این روش را در کاربردهای twistronics نشان می دهد.

با استفاده از تکنیک در محل ، محققان با موفقیت لایه های 2D را به یک ساختار نیترید بور / گرافن / نیترید بور تبدیل کردند تا به یک ترتیب کامل بین همه لایه ها برسد. نتایج نشان می دهد که تشکیل شبکه های دو موآر در دو رابط از ساختار قبل است. علاوه بر این ، محققان امضای ردیف دوم (مرکب) moireacute را مشاهده کردند. مدل تولید شده توسط moireacute دو؛ ابرتازه ها

این ساختار پیش ساخته با گرافن و نیترید بور کاملاً تراز شده ، پتانسیل روش دستکاری در توئیستونیک را نشان می دهد.

جپینگ یانگ ، که کار آزمایشی را انجام داده است ، گفت: “این روش به راحتی می تواند به سایر سیستم های مواد 2 بعدی تعمیم یابد و امکان دستکاری برگشت پذیر در هر سیستم 2 بعدی را فراهم می کند ، به دور از حالت قابل مقایسه.”

پروفسور میشچنکو افزود: “ما معتقدیم که فناوری ما استراتژی جدیدی را در مهندسی دستگاه باز می کند و کاربرد آن را در مطالعه شبه کریستال های 2D ، نوارهای تخت جادویی زاویه ای و سایر سیستم های غیر بی اهمیت توپولوژیکی پیدا می کند.”

[ad_2]

منبع: packge-news.ir

ایندکسر