Material som en tjock atom har ännu inte gått längre än vetenskapliga laboratorier, men deras utsikter är mycket ljusa. Inspirerat av grafenens triumf började fysiker att uppfinna andra tvådimensionella strukturer som kunde hitta mycket oväntade tillämpningar.
2D-materialet gör den elektroniska enheten ännu mer miniatyriserad. Detta är dess fördel - och inte den enda - jämfört med vanliga voluminösa kroppar. Ett ultratinskikt materia förvärvar nya optiska, mekaniska och elektroniska egenskaper.
Föreställ dig en tom bokhylla. Uppenbarligen kan böckerna bara läggas på hyllorna. I detta fall är det energivärdena som blir tillgängliga för elektroner om kroppsstorleken reduceras till minimivärden, till exempel till en atoms diameter. Detta är hur principen för dimensionell kvantisering manifesterar sig.
Grafensmörgåsen vänder …
Av de tvådimensionella material som hittills skapats har endast grafen några kommersiella utsikter. Dessutom föreslår forskare att inte begränsa omfattningen av detta material till elektronik. Vad sägs om grafenkroppsrustning? Vid första anblicken är idén konstig - det är ju ett mjukt material, i själva verket grafit från vilken blyertspennor är gjorda. Men två lager grafen, staplade ihop, kommer att visa helt fantastiska egenskaper: extraordinär hårdhet när tryck appliceras på dem, och flexibilitet efter försvagning av stöten. Detta visades nyligen av forskare från USA och Europa. För att bilda en tvåskiktsgrafen skapade de ett tryck från en till 10 gigapascaler med en diamantstång, vilket kan jämföras med fallet av hundra hundra ton plattor per kvadratmeter yta.
Men strukturer på tre, fyra och fem grafenlager visade inte sådana egenskaper. Det visade sig att det nya materialets ovanliga styrka beror på en förändring i "formen" av elektroniska orbitaler, vilket är omöjligt i andra lagkonfigurationer.
Kampanjvideo:
Platt glödlampa och flexibel display
"Tunnare, mer flexibel, ljusare" är mottoet för moderna skärmtillverkare, vilket innebär att de mycket väl kan vara intresserade av 2D-material. Men hur får du dem att lysa ljust? Detta efterföljdes av specialister vid Wienuniversitetet, som utvecklade en ljuskälla gjord av molybdensulfid (MoS2) med en atomtjocklek.
Molekylär strukturritning av molybdendisulfid / Depositphotos / ogwen.
Fysiker ansluter metallelektroder till en monolager av denna substans och hängde upp hela strukturen i vakuum. Genom att leda en elektrisk ström genom den tvingade de molybdensulfiden att värma upp och avge ljus. Det var sant att bara en del av filmen lyste, vars längd inte översteg 150 nanometer. Men strålande problem har börjat! Studiens författare lovar att odla tvådimensionell molybdensulfid mer äkta, testa en ny typ av ljusemitter på den och sedan kan det vara möjligt att integrera den i mikrokretsar från vilka flexibel och ljus visar en atom tjock kommer att produceras en dag.