뚜렷한 전위로 만들어진 가능한 가장 얇은 사다리 단계가 밝혀졌습니다.

[아름이]

뚜렷한 전위로 만들어진 가능한 가장 얇은 사다리 단계가 밝혀졌습니다.
날짜:
2022년 11월 21일
원천:
텔아비브 대학교
요약:
연구에 따르면 2차원 결정은 원자적으로 얇은 층을 서로 밀어냄으로써 고유한 전위 단계를 고유하게 제어하는 ​​것으로 나타났습니다.

텔아비브 대학의 연구에서는 원자적으로 얇은 층을 서로 밀어냄으로써 뚜렷한 전위 단계를 고유하게 제어하는 ​​2차원 결정을 보여줍니다. 보고된 연속적이고 궁극적으로 얇은 전기 스위치는 정보 기술과 새로운 전기 및 광기계 응용 분야에서 매우 바람직한 자원입니다. 현재 Nature 저널에 게재된 이 연구 는 M.Sc. Swarup Deb 박사가 수행했습니다. Tel Aviv University의 Raymond & Beverly Sackler 물리학 및 천문학 학교 학생 Noam Raab, Moshe Goldstein 교수 및 Moshe Ben Shalom 박사와 Wei Cao 박사, Michael Urbakh 교수 및 Oded Hod 교수 TAU의 화학 학교 및 Weizmann Inst의 Leeor Kronik 교수.

Quantum Layered Matter Group의 책임자인 Moshe Ben Shalom 박사는 다음과 같이 말했습니다. 전하 분포.

이러한 질문에 답하는 것은 최첨단 기술의 가장 작은 장치에서도 엄청난 수의 원자와 전자로 인해 어렵습니다. 요령 중 하나는 각각 몇 개의 원자와 전자만 포함하는 훨씬 더 작은 단위를 포함하는 결정을 연구하는 것입니다. 결정은 공간에서 주기적으로 반복되는 많은 동일한 단위로 만들어지지만, 그 특성은 하나의 단위 셀 대칭과 그것이 포획하는 몇 가지 원자의 세부 사항에서 전적으로 추론됩니다. 그리고 전자가 결합 양자역학적 상호작용에 의해 결정된 대로 모든 원자에 동시에 퍼지기 때문에 이러한 세부 사항을 이해하고 예측하는 것은 여전히 ​​어렵습니다."

원자 순서와 전자 전하 분포를 조사하는 한 가지 방법은 내부 전기장을 유도하기 위해 세포의 대칭성을 깨는 것입니다. 영구적인 내부 전기장을 가진 결정을 극성 결정이라고 합니다. 2020년에 TAU의 같은 연구실은 반 데르 발스 결정의 두 층을 함께 쌓아 각 층의 원자 두께가 1개에 불과한 새로운 극성 결정을 보고했습니다.

벤 샬롬 박사가 하는 자연의 질서. 요약: "이러한 결정 성장은 대칭적이며 각 연속 층은 이전 층과 비교하여 180도 회전합니다. 여기에서 한 유형의 원자가 다른 유형의 원자 위에 정확하게 위치합니다. 반대로 실험실에서 조립된 인공 결정은 회전하지 않아 결과적으로 이 비대칭 결정 구조는 전자가 한 층에서 다른 층으로 점프하도록 강제하여 층 사이에 영구적인 전기장을 형성합니다. 필드는 전자의 점프 방향과 외부 필드 방향이 일치하도록 레이어가 앞뒤로 미끄러지도록 만듭니다. 그들은 현상을 "계면 강유전성"이라고 명명했습니다.

Ben Shalom 박사는 다음과 같이 설명합니다. 대학 및 외부 투자자와 함께 설립한 Slide-Tro LTD라는 은밀한 단계 회사 우리는 저전력 전자 장치에서 강력한 비휘발성 메모리에 이르기까지 다양한 장치가 이 기술로 실현 가능하다고 믿습니다. 기초 과학 관점에서 발견은 "전하의 순서는 어떻게 되는가? 그리고 결정의 대칭을 더 깨뜨리거나 복원하기 위해 추가 층을 쌓을 경우 전위가 어떻게 증가하는가?" 데이트,우리는 이제 새로운 극성 결정을 층별로 조립하고 결정 사다리의 모든 단계에서 전위를 조사할 수 있습니다."

실험에서 연구원들은 다양한 층 사이에서 서로 다른 전후 이동으로 인접한 몇 개의 두꺼운 도메인을 비교하여 서로 다른 편광 방향을 초래했습니다. 예를 들어, 4개의 레이어(3개의 폴라 인터페이스 포함)에는 4가지 구성이 허용됩니다. 모두 위쪽 ↑↑↑, 아래쪽 1개, 위쪽 ↑↑↓ 2개, 아래쪽 2개, 위쪽 ↑↓↓, 모두 아래쪽 ↓↓↓ .

측정을 수행하는 학생인 Noam Rab은 "우리는 각 단계가 독립적인 정보 단위로 사용될 수 있도록 거의 균일한 단계로 분리된 뚜렷한 전위의 사다리를 발견하게 되어 기뻤습니다."라고 말했습니다. "이것은 편광 크기가 많은 표면 효과에 매우 민감하고 극성 방향이 두 전위 사이에서만 한 번에 전환되는 현재까지 알려진 모든 극성 박막과는 매우 다릅니다." 또한 이 논문의 주요 저자인 Dr. Swarup Deb는 다음과 같이 강조합니다. 내부 분극화, 그러나 현재의 계면 강유전체에서는, 여분의 전자는 평면을 벗어난 전기장을 음소거하기 위해 너무 많이 점프하지 않고 층을 따라 흐를 수 있습니다." 다른 주요 저자 중 한 명인 Wei Cao 박사는 다음과 같이 덧붙입니다. 양자 역학 원리에서 우리는 극성 전하와 전도 전하의 정확한 분포를 확인했습니다. 전자는 레이어 사이의 인터페이스에 매우 제한되어 있으므로 외부 섭동으로부터 보호됩니다.

계산을 통해 우리는 어떤 결정이 추가 전하에 가장 잘 회복되는지 예측하고 더 나은 Ladder-Ferroelectrics를 설계하는 방법을 예측할 수 있었습니다."

"우리가 앞으로 볼 미래 연구의 가장 가능성 있는 방향은 새로운 Ladder-Multiferroics를 형성하기 위해 서로 다른 결정 대칭을 미끄러짐으로써 자기 및 초전도성과 같은 더 많은 전자 질서를 조작하는 것입니다."

출처 : https://www.sciencedaily.com/