Ученые из Лаборатории Эймса Департамента энергии США и их пособников из Университета штата Айова разработали новый подход для создания слоистых, трудно совместить, тел гетероструктурные. Гетероструктурные материалы, состоящие из слоев разнородных строительных блоков отображения уникального электронного транспорта и магнитных свойств, которые регулируются квантовых взаимодействий между их структурно различных строительных блоков, а также откроет новые возможности для электронной и энергетической промышленности.
Техника для изготовления их проста и парадоксальна: она включает в себя разгромить чистейших материалов, чтобы построить новые. Называется механохимии, техника использует филировать шарика для того чтобы принять врозь структурно-несоразмерной твердые тела — те, которые не имеют соответствующие атомные механизмы … и собрать их в уникальный трехмерный (3D) «несоответствия» гетеро сборки. Крушу все вместе путем фрезерования кажется наименее возможным способом достижения атомной заказ, но он оказался более успешным, чем сами ученые представляли.
«Мой коллега заметил, что наши идеи будут либо наивны, либо гениальный», — сказал Виктор Balema, Эймс старший научный сотрудник лаборатории. «Некоторое время назад мы обнаружили стохастика перестановки слоистых дихалькогенидов металлов (TMDCs) в 3D гетеро-сборки в процессе механической обработки. Это стало полной неожиданностью для США и вызвало наше любопытство о возможности атомной заказ через механохимической обработки».
Халькогенидов металлов часто являются уникальными по своим свойствам и использует. Они могут показывать замечательные переноса электронов поведения-от полного отсутствия электрической проводимости к сверхпроводимости, фото — и термоэлектрические свойства, механические пластичность и, особенно, способность к образованию устойчивых двумерных монослоев, трехмерные гетероструктуры, и другие наноразмерные квантовые материалы.
«Наноструктур-ных слоистых соединений (док) в форме нанотрубок, нанопленок (ferecrystals) и отслоившиеся листы были исследованы уже более десяти лет и предлагает богатое поле исследований и, возможно, также интересных приложений в области возобновляемых источников энергии, катализе и оптоэлектроники, говорит Решеф Тенне в институт имени Вейцмана, Израиль, и эксперт в области наноструктур синтез. «Одним из препятствий для их широкомасштабного применения является высокая температура и длительность процессов роста, которые являются непосильными для крупномасштабных приложений. Процесс механохимической разработанная группой Balema в лаборатории Эймса, помимо того, что стимулирует научно, приносит нам один шаг ближе к осознанию приземленный приложений для этих интригующих материалов».
Как правило, такие сложные материалы, особенно те, с самыми необычными структурой и свойствами, производятся с использованием двух различных синтетических подходов. Первая, известная как «сверху-вниз» синтез, использует двумерные (2D) строительные блоки для того чтобы собрать их, используя методы аддитивного производства. Второй подход, в широком смысле определяются как «снизу-вверх» синтез, используется шаговый химические реакции с участием чистых элементов или малых молекул, которые вкладным монослоев на верхней части друг друга. Оба кропотливая и имеют другие недостатки, такие как плохой масштабируемости для использования в реальных приложениях.
Коллектив лаборатории Эймса в сочетании этих двух методов в одном процессе механохимической что одновременно отшелушивает, растворяет и рекомбинирует исходных материалов в новых гетероструктур, хотя их кристаллических структур, не подогнаны друг к другу (т. е. несоответствия). Теоретических (DFT) расчетов подтверждается результатами рентгеновской дифракции, сканирующей просвечивающей электронной микроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния, электронного транспорта исследований и, впервые, твердотельного ядерного магнитного резонанса (ЯМР) эксперименты, объяснил механизм реорганизации исходных материалов и движущих сил формирования Роман 3D гетероструктур при механической обработке.
«Твердотельная ЯМР спектроскопия является идеальным методом для характеризации порошковых материалов, полученных от механохимия», — сказал Аарон Россини, лаборатории Эймса ученый и профессор химии в Университете штата Айова. «Объединив информацию, полученную от твердотельной ЯМР-спектроскопии с другими методами определения характеристик мы можем получить полную картину 3Д гетероструктур».
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!