جنرال لواء

يحقق العلماء نتائج رائعة من خلال صنع مادة ثنائية الأبعاد


قام فريق من الباحثين في جامعة RMIT في ملبورن بإنشاء صفائح ثنائية الأبعاد من المواد باستخدام المعدن السائل. لم يتم مشاهدة المواد من قبل في الطبيعة ، وهي ليست أكثر سمكًا من بضع ذرات.

يرأس البحث البروفيسور كوروش كالانتار زاده في كلية الهندسة والدكتور توربين داينيكي. هذا هو تتويج عملهم لمدة 18 شهرًا في المشروع. نُشرت الدراسة بعنوان "بيئة تفاعل فلز سائل لتخليق درجة حرارة الغرفة لأكاسيد فلزية رقيقة ذريًا" في علممجلة هذا الشهر.

لتحقيق النتائج ، قام الباحثون بتصنيع المواد باستخدام سبيكة معدنية غاليوم غير سامة. يشرح Daeneke المفهوم الكامن وراء التجربة:

"عندما تكتب بقلم رصاص ، يترك الجرافيت رقائق رقيقة جدًا تسمى الجرافين ، والتي يمكن استخلاصها بسهولة لأنها تتكون بشكل طبيعي من تراكيب ذات طبقات" ، قال داينيك. "ولكن ماذا يحدث إذا لم تكن هذه المواد موجودة بشكل طبيعي؟"

"وجدنا هنا طريقة غير عادية ، لكنها بسيطة جدًا لإنشاء رقائق رقيقة ذريًا من المواد التي لا توجد بشكل طبيعي كتراكيب ذات طبقات."

لإنتاج ثاني أكسيد الهافنيوم - وهو أكسيد معدني يستخدم غالبًا كعازل كهربائي - تم إذابة مسحوق الهافنيوم المسحوق للباحثين داخل سبيكة الغاليوم عند درجة حرارة منخفضة.

باستخدام الطرق التقليدية - لإنتاج طبقات بسماكة حوالي 10 ذرات - يتبخر المعدن في غرفة ذات ضغط منخفض وبعد ذلك يشكل تكثفًا على السطح. علاوة على ذلك ، هناك حاجة إلى معدات خاصة ، والطبقات التي يتم إنتاجها ليست سلسة ، وفقًا للبروفيسور كالانتار زاده. تنتهي عملية التكثيف هذه عادةً بـ "جزر" تتشكل على السطح ثم تتجمع معًا لتشكل الطبقة الفردية المرغوبة.

يوضح كالانتار زاده أن هذه العملية لا تحدث بسلاسة: "الحواف ، حيث تنضم الجزر ، تخلق حدودًا ترتد بها الإلكترونات [التي تنتقل عبر أكسيد الفلز] [وتصبح مسدودة]." تسمح التقنية الجديدة للإلكترونات بالتحرك دون انقطاع ، مما يعني كفاءة أكبر في العملية الشاملة والنتائج. الاختلافات مدهشة للغاية: ابتكر العلماء مادة كانت كذلك بسماكة ذرتين أو ثلاث ذرات فقط.

تحول في الإلكترونيات؟

جانب آخر مثير للاهتمام في هذه التجربة هو أن النتائج تحققت باستخدام طرق بسيطة وفعالة من حيث التكلفة نسبيًا ، الأمر الذي فاجأ فريق الباحثين. لم يطلب الفريق حتى معدات خاصة إضافية - مجرد موقد مسطح وقائمة صغيرة من المكونات.

والخبر العظيم أيضًا هو أن هذه الطريقة متعددة الاستخدامات.

"نعتقد أن التقنية يمكن تطبيقها على ثلث الجدول الدوري" ، عبرت Daeneke بتفاؤل.

التأثير الفوري الذي يمكن أن يحدثه هذا البحث هو في مجال الإلكترونيات: من الهواتف الذكية إلى أجهزة الراديو الترانزستور ، تعتبر أكاسيد المعادن جزءًا مهمًا من تشغيل عدد من الأجهزة الإلكترونية المهمة. وهذا يعني أنه كلما كانت طبقة أكسيد الفلز أرق التي يمكن أن يخلقها الباحثون ، زادت كفاءة استخدام الطاقة للمكون الإلكتروني وعمله بشكل أسرع. تثبت النتائج أن "مسار التفاعل القائم على المعدن السائل يمكن استخدامه لإنشاء مواد ثنائية الأبعاد لم يكن من الممكن الوصول إليها سابقًا بالطرق الموجودة مسبقًا."

بفضل المهم من فريق الباحثين هذا ، يبدو مستقبل الإلكترونيات بالفعل مشرقاً للغاية. سيؤثر هذا على الطريقة التي سيتم بها تخطيط مسار البحث والتطوير لعدد من الصناعات.


شاهد الفيديو: مبادرة معايرة توك مدخل الى تقنية النانو مع أ نور بصفر (ديسمبر 2021).