Večopravilni enoslojniki postavljajo temelje za naprave, ki lahko hkrati opravljajo dve stvari

Anonim

Dvodimenzionalni materiali, ki lahko večopravilnost.

To je rezultat novega procesa, ki naravno proizvaja vzorčene monolayere, ki lahko delujejo kot osnova za ustvarjanje širokega spektra novih materialov z dvojno optično, magnetno, katalitično ali senzorsko zmogljivostjo.

"Umetni materiali odpirajo možnost, da imajo dve funkciji v enem samem materialu, kot je kataliziranje kemične reakcije, hkrati pa služijo kot senzor za drugi sklop molekul", je dejal Sokrates Pantelides, William in Nancy McMinn profesor fizike na Univerzi Vanderbilt, ki je koordiniral raziskave s profesorjem Hong-Jun Gao na Inštitutu za fiziko Kitajske akademije znanosti v Pekingu. "Seveda lahko to storite z dvema materialoma ob drugem, vendar vzorčni materiali ponujajo celo vrsto novih možnosti za oblikovalce naprav."

Njihov dosežek je opisan v članku z naslovom "V bistvu vzorčeni dvodimenzionalni materiali za selektivno adsorpcijo molekul in nanoklasti", objavljenega 12. junija v reviji Nature Materials.

V elektroniki so dvodimenzionalni (2D) materiali vroča tema zaradi številnih potencialnih aplikacij. Grafena, ki je sestavljena iz enega samega lista ogljikovih atomov, je prejela največ pozornosti, vendar se je izkazalo, da je zelo težko naravnati njegove kemijske in električne lastnosti. Zato so halkogenidi (materiali, ki vsebujejo žveplo, selen ali telur, ki so znani po svojih široko raznolikih optičnih, električnih in toplotnih lastnostih) zdaj v središču svetovnih raziskav, saj nekateri od njih seveda tvorijo monolayerje, ki lahko služijo kot prazne plošče, so prilagojeni posebej za določene aplikacije.

Sedaj sta Pantelides in njegovi sodelavci pokazali, da monoslojci, ki jih sestavljata dva kalcogenida (platin-selen in baker-selen), seveda združita z natančnostjo nanosa v izmenične trikotnike z različnimi fazami: kovinskim in polprevodnikom. Ker ima vsaka faza različne električne in kemijske lastnosti, se lahko na svojo površino povežejo dve različni vrsti molekul, kar omogoča istočasno opravljanje dveh funkcij.

"Na splošno se 2D materiali" funkcionalizirajo "za specifične aplikacije z adsorbiranjem različnih vrst atomov ali molekul na njih ali z vdelavo nečistoč v njihovi sicer popolni kristalni strukturi na enak način, kot so polprevodniki, kot je silicij, funkcionalizirani z dopingom z nečistočami, kar omogoča izdelavo elektronskih naprav, kot so "čipi", ki vozijo računalnike, "je pojasnil Pantelides. "Naš novi papir razširja področje 2D materialov z enim pomembnim korakom. Prikazuje način izdelave 2D materialov, ki omogočata samostojno funkcionalizacijo dveh faz materiala."

Poskusi so bili opravljeni v Gaoovem laboratoriju v Pekingu, teoretični izračuni pa so bili opravljeni na Vanderbiltu, Ministrstvu za energijo pri Nacionalnem znanstvenem računalniškem centru za energetske raziskave in Univerzi kitajske akademije znanosti.

menu
menu