Az egy atom vastagságú anyagok még nem haladták meg a tudományos laboratóriumokat, de kilátásaik nagyon fényesek. A grafén diadalától ihlette a fizikusok további kétdimenziós struktúrákat találtak fel, amelyek nagyon váratlan alkalmazásokat találhatnak.
A 2D anyag az elektronikus készüléket még miniatürizálássá teszi. Ez az előnye - és nem az egyetlen - a rendes, terjedelmes testekkel szemben. Az ultravékony anyagréteg új optikai, mechanikai és elektronikus tulajdonságokat szerez.
Képzeljen el egy üres könyvespolcot. Nyilvánvaló, hogy a könyveket csak a polcokra lehet tenni. Ebben az esetben ezek az energiaértékek válnak elérhetővé az elektronok számára, ha a test méretét minimális értékre csökkentik, például egy atom átmérőjére. Így nyilvánul meg a dimenziós kvantálás elve.
A grafén szendvics megfordul …
Az eddig létrehozott kétdimenziós anyagok közül csak a grafénnek van kereskedelmi kilátása. Ezenkívül a tudósok azt javasolják, hogy az anyag alkalmazási körét ne korlátozzák az elektronikára. Mi lenne a grafén testpáncéllal? Első pillantásra a gondolat furcsa - elvégre ez egy puha anyag, valójában grafit, amelyből ceruzavezetékeket készítenek. De a két egymásra rakott grafén réteg abszolút csodálatos tulajdonságokat mutat: rendkívüli keménység, ha rájuk nyomást gyakorolnak, és rugalmasság, az ütközések gyengítése után. Ezt nemrégiben az Egyesült Államok és Európa tudósai mutatták be. A kétrétegű grafén kialakításához gyémántrúddal nyomást generáltak egy-től 10 gigabázisig, amely összehasonlítható a százszáz tonnás lemez esésének négyzetméterenkénti felületével.
A három, négy és öt grafénréteg szerkezete azonban nem mutatott ilyen tulajdonságokat. Kiderült, hogy az új anyag szokatlan szilárdsága az elektronpályák "alakjának" megváltozásából származik, ami a rétegek más konfigurációiban lehetetlen.
Promóciós videó:
Lapos izzó és rugalmas kijelző
A "vékonyabb, rugalmasabb, fényesebb" a modern kijelzőgyártók mottója, ami azt jelenti, hogy érdekli őket a 2D-anyagok. De hogyan teheti őket ragyogóvá? Ezt a bécsi egyetem szakemberei követték el, akik egy atom vastagságú molibdén-szulfidból (MoS2) készült fényforrást fejlesztettek ki.
A molibdén-diszulfid molekuláris szerkezeti rajza / Depositphotos / ogwen.
A fizikusok fém elektródákat rögzítettek az anyag egyrétegű rétegéhez, és az egész szerkezetet vákuumban szuszpendálták. Elektromos áram átvezetésével kényszerítették a molibdén-szulfidot felmelegedni és fényt bocsátani ki. Igaz, a filmnek csak egy része ragyogott, amelynek hossza nem haladta meg a 150 nanométert. De elkezdett merész baj! A tanulmány szerzői ígérik, hogy a kétdimenziós molibdén-szulfidot hitelesebbé fogják tenni, tesztelnek rajta egy új típusú fényszórót, majd integrálhatják azt mikroáramkörökbe, amelyekből egy nap rugalmas és fényes kijelzők készülnek, amelyek vastagsága egy atom vastag.