Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 11 °C
Yağışlı

2B Malzemelerde Mükemmel Kenarlar Oluşturan Büyülü Kimyasal Maddenin Keşfi

20.10.2020
207
A+
A-
2B Malzemelerde Mükemmel Kenarlar Oluşturan Büyülü Kimyasal Maddenin Keşfi

Grafen gibi ultra ince malzemeler, nanobilim ve teknolojide bir devrim vaat ediyor.

İsveç’teki Chalmers Teknoloji Üniversitesi’ndeki araştırmacılar şimdi bu alanda önemli ilerleme kaydetti. Nature Communications’da son zamanlarda yayınlanan bir makalede, ‘sihirli’ bir kimyasal kullanarak iki boyutlu malzemelerin kenarlarını kontrol etmek için bir yöntem sunuyorlar.

Doktora sonrası araştırmacı Battulga Munkhbat, “Metodumuz, hidrojen peroksit gibi bol, çevre dostu kimyasallarla birlikte yalnızca hafif ısıtma kullanarak atom atom kenarlarını kolay ve ölçeklenebilir bir şekilde kontrol etmeyi mümkün kılıyor” diyor. Chalmers, Teknoloji Üniversitesi Fizik Bölümü’ndedir ve makalenin ilk yazarıdır.

Tek bir atomik katman kadar ince olan malzemeler, iki boyutlu veya 2D malzemeler olarak bilinir. En iyi bilinen örnek grafen ve onun yarı iletken analoğu molibden disülfürdür. Alandaki gelecekteki gelişmeler, belirli bir özelliğin – bu tür malzemelere özgü olan kenarlarının – incelenmesinden fayda sağlayabilir.

Kenarları kontrol etmek zorlu bir bilimsel sorundur çünkü 2D bir malzemenin ana gövdesine kıyasla çok farklıdırlar. Örneğin, geçiş metali dikalkojenitlerinde bulunan belirli bir kenar türü (yukarıda bahsedilen molibden disülfür gibi TMD’ler olarak bilinir) manyetik ve katalitik özelliklere sahip olabilir.

Doktora sonrası araştırmacı Battulga Munkhbat, “Yöntemimiz, hidrojen peroksit gibi bol, çevre dostu kimyasallarla birlikte yalnızca hafif ısıtma kullanarak hem kolay hem de ölçeklenebilir bir şekilde kenarları atom atom kontrol etmeyi mümkün kılıyor,” diyor. Chalmers Teknoloji Üniversitesi Fizik Bölümü’nde ve makalenin ilk yazarı. Kredi: Anna Lena Lundqvist / Chalmers Teknoloji Üniversitesi

Tipik TMD malzemeleri, zikzak veya yuva olarak bilinen iki farklı varyantta bulunabilen kenarlara sahiptir. Bu alternatifler o kadar farklıdır ki fiziksel ve kimyasal özellikleri hiç aynı değildir.

Örneğin, hesaplamalar zikzak kenarların metalik ve ferromanyetik olduğunu, koltuk kenarlarının ise yarı iletken ve manyetik olmadığını tahmin ediyor. Fiziksel özelliklerdeki bu önemli değişikliklere benzer şekilde, zikzakların ve oturma kenarlarının kimyasal özelliklerinin de çok farklı olması beklenebilir.

Öyleyse, zikzak olanları etkilenmeden bırakırken bazı kimyasalların yuva kenarlarını ‘çözmesi’ mümkün olabilir.

Şimdi, Chalmers araştırmacılarının bulduğu şey, sıradan hidrojen peroksit formunda, böyle ‘sihirli’ bir kimyasal. İlk başta, araştırmacılar yeni sonuçlara tamamen şaşırdılar.

“Bu yöntem, van der Waals malzemeleri (katmanlı 2D malzemeler) için yeni ve benzeri görülmemiş olanaklar sunuyor. Artık kenar fiziği ile 2D fiziği tek bir malzemede birleştirebiliriz. Chalmers Fizik Bölümü’nde doçent olan ve araştırma projesinin lideri Timur Shegai, bu son derece büyüleyici bir gelişme ”diyor. Kredi: Anna Lena Lundqvist / Chalmers Teknoloji Üniversitesi

“Diğerlerine hakim olan sadece bir tür kenar değildi, aynı zamanda ortaya çıkan kenarlar son derece keskindi – neredeyse atomik olarak keskindi. Bu, ‘sihirli’ kimyasalın kendi kendini sınırlayan bir şekilde çalıştığını, istenmeyen malzemeleri atomlardan atomlara ayırdığını ve sonunda atomik olarak keskin sınır kenarları oluşturduğunu gösterir. Ortaya çıkan desenler, güzel, atomik olarak keskin altıgen nanoyapılar üreterek orijinal TMD malzemesinin kristalografik yönelimini takip etti ”diyor Battulga Munkhbat.

“Son derece büyüleyici bir gelişme”

Yeni bir anizotropik ıslak aşındırma işlemi ile standart yukarıdan aşağıya litografik yöntemlerin bir kombinasyonunu içeren yeni yöntem, bu nedenle iki boyutlu malzemelerde mükemmel kenarlar oluşturmayı mümkün kılar.

“Bu yöntem, van der Waals malzemeleri (katmanlı 2D malzemeler) için yeni ve benzeri görülmemiş olanaklar sunuyor. Artık kenar fiziği ile 2D fiziği tek bir malzemede birleştirebiliriz. Chalmers Fizik Bölümü’nde doçent olan ve araştırma projesinin lideri Timur Shegai, “Bu son derece etkileyici bir gelişme” diyor.

Bu ve diğer ilgili materyaller, kuantum elektroniğinden yeni nano cihaz türlerine kadar çeşitli potansiyel uygulamalarla nanobilim ve teknolojide önemli ilerlemeler sağladıkları için genellikle önemli araştırma ilgisini çekmektedir.

Bu umutlar, Chalmers Teknoloji Üniversitesi tarafından koordine edilen Avrupa’nın şimdiye kadarki en büyük araştırma girişimi olan Graphene Flagship’te ortaya çıkıyor.

Yeni teknolojiyi araştırma laboratuvarlarına ve ileri teknoloji şirketlerine getirmek için araştırmacılar, yüksek kaliteli, atomik olarak keskin TMD malzemeleri sunan bir başlangıç ​​şirketi kurdular. Araştırmacılar ayrıca bu atomik olarak keskin metamalzemeler için uygulamaları daha da geliştirmeyi planlıyorlar.

Referans: Battulga Munkhbat, Andrew B. Yankovich, Denis G. Baranov, Ruggero Verre, Eva Olsson ve Timur O. Shegai, 14 Eylül 2020, Nature Communications.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.