انجمن سرامیک ایران- اخبار و تازه ها
لایه‌های پیچ خورده‌ی MoS۲، مهندسی حالت‌های جدید ماده را امکان پذیر می‌کند

حذف تصاویر و رنگ‌ها  | تاریخ ارسال: 1400/8/5 | 
لایه­ های پیچ خورده­ ی MoS۲، مهندسی حالت­های جدید ماده را امکان پذیر می­کند
تیمی از پژوهشگران آلمان، چین و ایالات متحده دریافتند که از دو لایه پیچ خورده MoS۲ می­توان برای کنترل مقیاس­های انرژی جنبشی در جامدات استفاده کرد. علاوه بر استفاده از زاویه­ ی چرخش برای کنترل خواص الکترونیکی مواد، پژوهشگران اکنون نیز ثابت کرده­اند که الکترون­های موجود در MoS۲ می­توانند به طور مخرب تداخل ایجاد کرده و حرکت آن­ها را برای مسیرهای خاص متوقف کنند. این ویژگی مهندسی حالت­های مغناطیسی عجیب را ممکن می­سازد.
پژوهش دانشمندان موسسه ماکس پلانک برای ساختار و پویایی ماده در هامبورگ، RWTH Aachen، دانشگاه کلن، آزمایشگاه مواد Songhan Lake، مرکز فیزیک کوانتومی محاسباتی (Computational Quantum Physics, CCQ) در نیویورک و دانشگاه پنسیلوانیا در Nature Communications منتشر شده است.( تحقق نوارهای تقریباً بدون پراکندگی با ناهمسانگردی اوربیتالی قوی از تداخل مخرب در پیچش دو لایه MoS۲)
در سال­های اخیر، مواد دو بعدی که در یک پیچ و تاب نسبی به یکدیگر پیچیده شده ­اند (معروف به "مواد واندر والس پیچ خورده")، پژوهش ­های مواد چگال را متحول کرده­ است. بسته به زاویه پیچش نسبی، شبکه ­های بلوری یک الگوی تداخل بزرگتر را تشکیل می­دهند-الگوی moiré-که می­تواند عملکردهای موج الکترونیکی در جامدات را تغییر دهد. لده شیان، نویسنده اصلی این مطالعه توضیح می­دهد: "این مواد پیچ ​​خورده جذاب هستند؛ زیرا می­توان از آن­ها برای مهندسی خواص الکترونیکی جدید با انعطاف­پذیری بی­سابقه استفاده کرد. به این دلیل که زاویه چرخش راه موثری برای جلوگیری از تحرک الکترون­ها ارائه می­دهد. "
اخیراً، این اثر با موفقیت برای نشان دادن ابررسانایی کنترل شده با زاویه چرخش، رفتار عایق و حتی پدیده ­های عجیب­تر مانند فازهای کوانتومی ناهنجار هال به کار گرفته شد. این پیشرفت باعث انقلاب کار پژوهشی در مورد موضوع جذاب خواص مهندسی حالت جامد جدید با استفاده از پیچ و تاب شده است که بسیاری از آن­ها در MPSD پیشگام بوده ­اند. با این حال، اکنون تیم پژوهشی بین­ المللی یک ماده دو بعدی جدید را مرکز توجه قرار داده­ است: MoS۲ یا دی سولفید مولیبدن.
دومینیک کیسه، دانشجوی دکتری در دانشگاه کلن می­گوید: "جنبه جدید و کاملاً شگفت انگیز در MoS۲ پیچ خورده این واقعیت است که تداخل کوانتومی می­تواند خواص الکترونیکی جامدات را حتی بیشتر تغییر دهد. ما کشف کردیم که حداقل برای برخی از حالت­های الکترونیکی، حرکت الکترون­ها در  MoS۲پیچ خورده می­تواند به گونه­ای تداخل داشته باشد که آن­ها تقریباً به طور کامل حرکت خود را متوقف کنند. " این اثر جدید در صدر فرصت­های مهندسی ارائه شده توسط پیچاندن قرار می­گیرد. این شبیه رفتارهایی است که در مدل­های نمونه اولیه مانند شبکه Lieb وجود دارد که در گذشته توجه فوق العاده­ای را به خود جلب کرده بود؛ اما تحقق آن در مواد جامد تا کنون دشوار بوده است. با استفاده از پیچ و تاب لایه­ های MoS۲ و تنظیم رژیم تحت سلطه همبستگی، دسترسی به حالت­های جدید ماده مانند انواع مغناطیس عجیب امکان پذیر می­شود. این روش جدید و متفاوتی برای مهندسی خواص الکترونیکی است، همانطور که تیم تحقیق نشان داده­است.

دانته کنس، استاد دانشگاه  RWTH Aachen می­گوید: "ما نشان دادیم که مهندسی moiré می­تواند برای ارائه یک بستر مبتنی بر ماده متراکم برای گروه دیگری از مدل­های نمونه اولیه Hamiltonians استفاده شود. "  روبیو ، مدیر نظریه MPSD می­افزاید: با توجه به فراوانی مواد برای انتخاب، ممکن است بسیاری از جلوه ­های جدید هنوز در انتظار کشف باشند. این مواد آنقدر کاربردی هستند که انواع بسیار متفاوتی از خصوصیات الکترونیکی یا ساختاری، مقیاس­های اوربیت اسپین یا چرخش و شبکه­ های هندسی را نشان می­دهند به طوری که ما به وضوح تنها در آغاز یک سفر طولانی و هیجان انگیز برای کشف پتانسیل کامل آن­ها هستیم. پژوهش این تیم، گامی مهم در این مسیر است. "
 
گردآورندگان: دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان- مهندس ریحانه گودرزی
منبع:
https://nano-magazine.com/news/۲۰۲۱/۹/۲۷/twisted-layers-of-mos۲-enable-the-engineering-of-novel-states-of-matter
نشانی مطلب در وبگاه انجمن سرامیک ایران:
http://icers.ir/find.php?item=1.165.534.fa
برگشت به اصل مطلب