Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Computer Controls
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Znalezienie nowych rodzajów defektów materiału 2D krokiem dla elektroniki

ghost666 04 Aug 2021 20:54 528 0
  • Znalezienie nowych rodzajów defektów materiału 2D krokiem dla elektroniki
    Trzy obrazy monowarstwy dwusiarczku
    wolframu (WS2) po lewej stronie pokazują
    wyniki pomiarów z wykorzystaniem kilku
    komplementarnych technik transmisyjnej
    mikroskopii elektronowej, które wykazują
    dowody na prawie monokrystaliczne
    warstwy z translacyjnymi macierzami
    defektów na granic ziaren. Model struktury
    krystalicznej monowarstwy WS2 po prawej
    stronie pokazuje, jak dwie podobnie
    zorientowane krawędzie kryształów zbliżają
    się do siebie podczas wzrostu, wywołując
    przechylenia poza płaszczyzną na
    granicach ziaren.
    "Materiały 2D są ekscytującymi nowymi materiałami dla elektroniki, a ponieważ są tak cienkie, umożliwiają zmniejszanie urządzeń do bardzo małych rozmiarów" powiedziała Danielle Reifsnyder Hickey, asystent profesora nauk o materiałach i inżynierii w Penn State. "Ma to kluczowe znaczenie dla zwiększenia wydajności elektroniki, aby mogła obsługiwać więcej danych. Jednak hodowanie doskonałych materiałów 2D na obszarach wystarczająco dużych, aby móc tworzyć duże macierze urządzeń wysokiej jakości, jest ogromnym wyzwaniem".

    Reifsnyder Hickey i zespół naukowców z Penn State odkryli nowe typy defektów, które dostarczają wskazówek do powstania technologii produkcji pozbawionych defektów materiałów 2D. Wyniki ich badań ukazały się niedawno w prestiżowym czasopiśmie Nano Letters.

    "Znaleźliśmy nowe defekty, których wielkość jest w skali Angstremów - w jednej dziesiątej nanometra - i byliśmy w stanie skorelować to ze strukturą atomową w bardzo dużych skalach - kilku mikronach" powiedział Nasim Alem, profesor materiałoznawstwa w Penn State.

    Zespół badał defekty w jednowarstwowych filmach z dwusiarczku wolframu wyhodowanych przez grupę badawczą Joan Redwing, profesora inżynierii materiałowej w Penn State. Dwusiarczek wolframu należy do klasy kryształów 2D znanych jako dichalkogenki metali przejściowych, które są kryształami o grubości trzech atomów (jednej molekuły materiału), które mają właściwości, które czynią je idealnymi do rozwoju przyszłej elektroniki.

    "Pojedyncze warstwy materiału 2D mają inne właściwości niż kryształy objętościowe" tłumaczy Reifsnyder Hickey. "Na przykład mają bezpośrednie - proste - przerwy energetyczne i dlatego mogą być używane jako bardzo cienkie warstwy do produkcji tranzystoró, a ich symetria krystaliczna umożliwia tworzenie nowych typów urządzeń opartych na zwiększonych stopniach swobody w porównaniu z ich odpowiednikami objętościowymi".

    Prosta przerwa energetyczna jest idealną cechą do wzbudzania elektronu, aby umożliwić przepływ elektryczności. Ostatnio obiecujące okazały się również stopnie swobody w postaci spinu i doliny w materiałach 2D. Można nimi manipulować, aby umożliwić tworzenie nowych typów urządzeń. Na przykład orientowanie wielu spinów w materiale może prowadzić do magnetyzmu, a dystrybucja elektronów między różnymi lokalnymi stanami minimalnej i maksymalnej energii – dolinami – które mają tę samą energię, ale występują z różnymi wartościami pędu, może dostarczyć nowe sposoby przetwarzania i przechowywania informacji. Kluczem do uwolnienia potencjału tych właściwości jest hodowla pozbawionych defektów warstw, co można osiągnąć jedynie poprzez zidentyfikowanie i zrozumienie rodzajów i mechanizmów powstawania defektów atomowych w warstwach.

    Odkryte przez zespół defekty są znane jako translacyjne granice ziaren. Występują one na styku dwóch monokryształów o tej samej orientacji, ale z przesunięciem translacyjnym. Zazwyczaj granice te łączą ziarna o różnej orientacji i mogą wpływać na właściwości materiałów, takie jak przewodnictwo cieplne i elektryczne, zmniejszając ich wartość dla elektroniki. Aby zbadać granice ziaren, zespół wykorzystał połączenie skaningowej transmisyjnej mikroskopii elektronowej i symulacji reaktywnego pola siłowego - ReaxFF. Metoda ta został opracowany przez Adri van Duina, wybitnego profesora inżynierii mechanicznej, który również brał udział w badaniu.Badania wykazały, że zidentyfikowane translacyjne granice ziaren występują jako subtelne, ale szeroko rozpowszechnione niedoskonałości w filmach 2D.

    Zdaniem Reifsnydera ulepszenie materiału doprowadzi do powstania bardziej zaawansowanych układów elektronicznych, opartych na monowarstwach dwusiarczku wolframu z minimalnymi defektami.

    "Kilka dekad temu nie słyszano o oglądaniu wideo przez telefon" powiedział Reifsnyder. "Teraz konsumujemy wiele informacji wizualnie, zwłaszcza w postaci filmów. Ponieważ elektronika stała się tak potężna, jesteśmy w stanie z łatwością nosić w kieszeniach urządzenia, które to umożliwiają. Nasze odkrycia mogą prowadzić do powstania kolejnej generacji takich urządzeń".

    Źródło: https://phys.org/news/2021-08-2d-material-defects-enable-electronics.html

    Cool! Ranking DIY
    Ethernet jednoparowy (SPE) - rozwiązania w przemyśle. Szkolenie 29.09.2021r. g. 11.00 Zarejestruj się za darmo
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 wrote 10551 posts with rating 8905, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.
  • Computer Controls