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

2D malzemelerin basınç altındaki davranışının modellenmesi

07.04.2021
17
A+
A-
2D malzemelerin basınç altındaki davranışının modellenmesi

Skoltech Enerji Bilimi ve Teknolojisi Merkezi’nden (CEST) bilim adamları, 2D malzemelerin basınç altındaki davranışını modellemek için bir yöntem geliştirdiler. Araştırma, silisene veya diğer 2D malzemelere dayalı basınç sensörlerinin oluşturulmasına yardımcı olacaktır.

Grafenin silikon analoğu olarak kabul edilen silisen, iki boyutlu bir silisyum allotropudur. Normal durumunda, yığın silikon, elmas kristal tipi bir yapıya sahip bir yarı iletkendir. Bir veya birkaç katmana kadar inceldikçe, özellikleri önemli ölçüde değişir. Bununla birlikte, 2D malzemelerin elektronik özelliklerindeki değişikliği yüksek basınçta incelemek henüz mümkün olmamıştır.

Rusya, İtalya, Amerika Birleşik Devletleri ve Belçika’dan bilim adamları, örnek olarak siliseni kullanarak basınç altındaki 2D malzemelerin elektronik özelliklerini incelemek için kuantum kimyasına dayanan teorik bir araştırma yöntemi geliştirdiler. Hem 3D hem de 2D durumlarda kararlı olan karbonun aksine, silisen yarı kararlıdır ve çevre ile etkileşimi kolaydır.

“Silikon, yığın halinde bir yarı iletkendir ve 2D durumunda bir metaldir. Tek tabakalı ve çok tabakalı silisenin özellikleri teorik olarak kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Siliken, komşu silikon atomları arasındaki etkileşimler nedeniyle düz olmaktan ziyade olukludur. Basınçta bir artış olması gerekir Skoltech araştırma bilimcisi Christian Tantardini, silisini düzleştirin ve özelliklerini değiştirin, ancak bu etki henüz deneysel olarak araştırılamaz “diyor.

Çoğu durumda, malzemeye düzlemine dik olan eksen boyunca basınç uygulamak için kullanılan deneysel araçlar, eşzamanlı olarak 2D malzemenin düzlem içi yönlerinde sıkıştırma üretir. Bu nedenle, sonuçta elde edilen ölçümler pek doğru olmayacaktır, bu nedenle şu anda modelleme tek makul yaklaşım gibi görünmektedir.

“Bizim durumumuzda, yeni bir teorik yaklaşım tek çözümdü. Basınç sadece bir yönde uygulandığından, malzememizin sıkıştırılmasını simüle ediyoruz ve elektronik yapıdaki, silikonun düzenlenişindeki değişikliklerin nedenini bulmaya çalışıyoruz. Atomlar ve farklı basınçlar altında hibridizasyonları ve katmanların neden düzleştiği, “diye yorumluyor Skoltech Kıdemli Araştırma Bilimcisi Alexander Kvashnin.

Silisen veya diğer 2D malzemelerin basınç altındaki davranışının doğru bir şekilde tahmin edilmesi, siliseni basınç sensörleri için umut verici bir aday haline getirecektir. Sensörün içine yerleştirildiğinde, silisen, malzemenin sıkıştırmaya verdiği tepkiye göre basıncın belirlenmesine yardımcı olabilir. Bu tür sensörler, örneğin ekipmana zarar vermeden delme kuvvetini artırmak için yüksek basınç kontrolü gerektiren sondaj makinelerinde kullanılabilir.

Skoltech’te misafir profesör ve bir profesör olan Xavier Gonze, “Modelleme çalışmamızda, sıfır basınçta halihazırda üretilmiş ve yaygın olarak kullanılan daha kararlı olanlar da dahil olmak üzere diğer 2D malzemeler için de işe yarayabilecek yöntemi test etmek için siliseni kullandık” Belçika’daki Université catholique de Louvain (UCLouvain).


Daha fazla bilgi:
Christian Tantardini ve diğerleri. 2D Malzemelerin Yüksek Basınç Altında Hesaplamalı Modellenmesi ve Kimyasal Bağlanması: Olası Alan Etkili Transistör Olarak Silisen, ACS Nano (2021). DOI: 10.1021 / acsnano.0c10609

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.