Materialer med et atom tykt er endnu ikke gået ud over videnskabelige laboratorier, men deres udsigter er meget lyse. Inspireret af grafenens triumf begyndte fysikere at opfinde andre to-dimensionelle strukturer, der kunne finde meget uventede anvendelser.
2D-materialet gør den elektroniske enhed endnu mere miniaturiseret. Dette er dens fordel - og ikke den eneste - i forhold til almindelige, omfangsrige kroppe. Et ultratinsk lag af stof erhverver nye optiske, mekaniske og elektroniske egenskaber.
Forestil dig en tom reol. Det er klart, bøgerne kan kun lægges på hylderne. I dette tilfælde er det de energiværdier, der bliver tilgængelige for elektroner, hvis kropsstørrelsen reduceres til minimumsværdier, for eksempel til et atoms diameter. Dette er, hvordan princippet om dimensionel kvantisering manifesterer sig.
Grafensandwich vender …
Af de to-dimensionelle materialer, der er oprettet til dato, er det kun grafen, der har kommercielle udsigter. Desuden foreslår forskere ikke at begrænse omfanget af dette materiale til elektronik. Hvad med grafenlegeme rustning? Ved første øjekast er ideen mærkelig - det er trods alt et blødt materiale, faktisk grafit, hvorfra blyantledninger er lavet. Men to lag grafen, stablet sammen, vil vise helt fantastiske egenskaber: ekstraordinær hårdhed, når der påføres tryk på dem, og fleksibilitet efter svækkelse af anslaget. Dette blev for nylig vist af forskere fra USA og Europa. For at danne en to-lags grafen skabte de et tryk fra en til 10 gigapascaler med en diamantstang, som kan sammenlignes med faldet af et hundrede hundrede ton plade per kvadratmeter overflade.
Men strukturer på tre, fire og fem grafenlag viste ikke sådanne egenskaber. Det viste sig, at det nye materiales usædvanlige styrke skyldes en ændring i "formen" af elektroniske orbitaler, hvilket er umuligt i andre lagkonfigurationer.
Salgsfremmende video:
Flad pære og fleksibelt display
"Tyndere, mere fleksibel, lysere" er mottoet for moderne displayproducenter, hvilket betyder, at de godt kan være interesseret i 2D-materialer. Men hvordan får du dem til at lyse lysende? Dette blev efterfulgt af specialister ved Wien-universitetet, der udviklede en lyskilde lavet af molybdensulfid (MoS2) med en tykkelse på et atom.
Molekylær struktur tegning af molybdæn disulfid / Depositphotos / ogwen.
Fysikere knyttet metalelektroder til et monolag af dette stof og suspenderede hele strukturen i et vakuum. Ved at føre en elektrisk strøm gennem den, tvang de molybdensulfidet til at varme op og udsende lys. Det er sandt, at kun en del af filmen lyste, hvis længde ikke oversteg 150 nanometer. Men skyndende problemer er begyndt! Undersøgelsens forfattere lover at dyrke todimensionel molybdensulfid mere autentisk, teste en ny type lysemitter på det, og derefter vil det måske være muligt at integrere det i mikrokredsløb, hvorfra en fleksibel og lys skærm med en tykkelse på et atom produceres en dag.