นักวิจัยประสบความสำเร็จในการสร้างนาโนริบบอนตัวแรกจากฟอสโฟรีน ซึ่งเป็นลูกพี่ลูกน้องฟอสฟอรัส 2 มิติของกราฟีน วัสดุซึ่งมีความหนาเพียงอะตอมเดียวและกว้างไม่เกิน 100 อะตอม และทำจากผลึกฟอสฟอรัสบริสุทธิ์ ถูกคาดการณ์ในทางทฤษฎีว่ามีคุณสมบัติที่มีประโยชน์ทางเทคโนโลยีและแม้กระทั่งคุณสมบัติแปลกใหม่มากมาย ริบบ้อนคุณภาพสูงที่ผลิตขึ้นหมายความว่า
ขณะนี้สามารถวัดคุณสมบัติเหล่านี้
และทดสอบวัสดุในการใช้งานจริงต่างๆ ได้ฟอสฟอรีนซึ่งเรียกอีกอย่างว่าฟอสฟอรัสสีดำไม่กี่ชั้น สามารถรับได้โดยการแยกผลึกฟอสฟอรัสสีดำด้วยกลไก แม้ว่าฟอสฟอรัสสีดำจำนวนมากจะเป็นที่รู้จักมานานกว่าศตวรรษแล้ว แต่ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมานักวิจัยได้พยายามแยกวัสดุชั้นเดียวออกคุณสมบัติการขนส่งทางอิเล็กทรอนิกส์ ความร้อน และไอออนิกของวัสดุมาจากโครงสร้างอะตอม ซึ่งอะตอมของฟอสฟอรัสจัดเรียงเป็นแผ่นลูกฟูกที่มีความยาวพันธะ PP ต่างกันสองแบบ
นักวิจัยนำโดยChris HowardจากUniversity College Londonใช้เทคนิคการตัดด้วยไอออนเพื่อผลิตฟอสโฟรีนนาโนริบบอน (PNRs) พวกเขากล่าวว่าเดิมทีพวกเขาไม่ได้พยายามทำริบบิ้น แต่กลับพยายามใช้วิธีของตนเองในการสังเคราะห์วัสดุ 2D ต่างๆ ในของเหลว “ในวิธีนี้ ก่อนอื่นเราใช้วัสดุที่เป็นชั้นและแทรกอาร์เรย์ของไอออนโลหะอัลคาไลระหว่างแต่ละชั้น ซึ่งจะทำให้ชั้นมีประจุลบ” ฮาวเวิร์ดอธิบาย “จากนั้นวัสดุชั้นที่มีการแทรกสอดที่เกิดขึ้นจะถูกวางลงในตัวทำละลายที่เหมาะสมและแผ่นที่มีประจุลบจะละลายเพื่อสร้างสารละลายของชั้นเดียว”
Mitch Wattsผู้เขียนนำการศึกษากล่าวเสริมว่า “เรากำลังใช้วิธีนี้กับผลึกฟอสฟอรัสดำและไม่มีโชคมากนัก อย่างไรก็ตาม หลังจากที่ได้ลองปรับเปลี่ยนหลายๆ แบบ เราก็เริ่มสังเกตเห็นชิ้นส่วนที่เหมือนริบบิ้นในตัวอย่างของเรา เราต้องใช้เวลาทำงานหนักอีกสามปีและต้องปรับตัวอีกหลายครั้งเพื่อทำความเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้น และในที่สุดก็สามารถผลิตตัวอย่างที่มี PNR เป็นหลักได้”
“ลาย” ของไอออนตามช่องลูกฟูกฟอสฟอรัส
กล่าวง่ายๆ ฮาวเวิร์ดและเพื่อนร่วมงานสร้าง PNR โดยผสมฟอสฟอรัสดำกับลิเธียมไอออนที่ละลายในแอมโมเนียเหลวที่อุณหภูมิ -50°C หลังจากผ่านไป 24 ชั่วโมง แอมโมเนียจะค่อยๆ ขจัดแอมโมเนียออกและแทนที่ด้วยตัวทำละลายอินทรีย์เพื่อทำสารละลายนาโนริบบอนที่มีขนาดต่างกัน ฮาวเวิร์ดอธิบาย ลิเธียมไอออนจะกระจายตัวอย่างรวดเร็วอย่างเหลือเชื่อตามช่องลูกฟูกในผลึกฟอสฟอรัสสีดำ ซึ่งนำไปสู่ ”แถบ” ของไอออนเหล่านี้ตามช่องทางเหล่านี้ ยาสลบอิเล็กตรอนในพื้นที่สูงที่เกี่ยวข้องทำให้เกิดการแตกหัก (หรือการตัด) ตามแถบและการก่อตัวของริบบิ้น
“ลิเธียมไอออนยังถ่ายโอนประจุไปยังริบบอนด้วย ดังนั้นเมื่อใส่ในตัวทำละลายบางชนิด ริบบอนสามารถละลายในลักษณะที่คล้ายกับวัสดุ 2D ที่มีประจุลบในงานก่อนหน้าของเรา”
คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของฟอสโฟรีนอยู่ระหว่างคุณสมบัติหลักสองประเภทของวัสดุ 2 มิติ นั่นคือ กราฟีนและไดคัลโคเจไนด์โลหะทรานซิชัน (TMDCs) เขากล่าวเสริม การคำนวณตามทฤษฎีทำนายว่าสมบัติของ PNR อาจเกินคุณสมบัติของฟอสโฟรีน และโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ การเคลื่อนที่ของพาหะ สมบัติทางแสงและทางกล สามารถปรับเพิ่มเติมได้โดยการเปลี่ยนจำนวนชั้น ความกว้างของริบบอน การจัดเรียงอะตอมของขอบ ความหยาบของ อะตอมที่สิ้นสุดขอบและขอบ (เช่น อะตอมไฮโดรเจน)
แอปพลิเคชั่นในโลกแห่งความจริงวัสดุยังสามารถมีคุณสมบัติที่น่าสนใจอื่นๆ ซึ่งรวมถึง: อุปสรรคการแพร่ต่ำมากสำหรับไอออน Li, Na และ Mg ตามความยาวของไอออน ซึ่งหมายความว่าอาจมีประโยชน์ในแบตเตอรี่ที่ชาร์จเร็วความจุสูง บุญสูงสำหรับเทอร์โมอิเล็กทริก และการแยกตัวของ exciton ขนาดใหญ่และตำแหน่ง bandgap และ band ที่เหมาะสมสำหรับการแยกน้ำด้วยโฟโตคะตาไลติก
ทรานซิสเตอร์ยังสามารถได้รับประโยชน์
จากการคาดคะเนการเคลื่อนไหวของผู้ให้บริการที่มีประจุไฟฟ้าสูงใน PNR และความเร็วในการเปลี่ยนที่รวดเร็ว Howard กล่าว ออปโตอิเล็กทรอนิกส์เช่นกัน เนื่องจากวัสดุปล่อยแสงอินฟราเรดใกล้ในช่วง 0.2 ถึง 2 eV
สำหรับการใช้งาน ริบบอนสามารถนำไปแปรรูปในสารละลายได้จะสร้างความแตกต่างอย่างมาก เขากล่าวเสริม เนื่องจากนี่หมายความว่าสามารถจัดการริบบิ้นขนาดใหญ่ได้ง่ายขึ้น และเนื่องจากมีความยืดหยุ่น จึงอาจใช้ทำอุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกแบบสวมใส่ได้
รัฐที่แปลกใหม่
นั่นไม่ใช่ทั้งหมด: “วัสดุยังถูกคาดการณ์ว่าจะเป็นเจ้าภาพของรัฐที่แปลกใหม่จำนวนหนึ่งซึ่งน่าตื่นเต้นในการศึกษาเนื่องจากอยู่ในระดับแนวหน้าของพื้นที่พื้นฐานหลายประการของฟิสิกส์ของสสารควบแน่น” Howard กล่าวกับPhysics World “สิ่งเหล่านี้รวมถึง: การถ่มน้ำลายเสื้อกล้ามสามตัวขนาดใหญ่ ซึ่งอาจใช้ประโยชน์ได้ในข้อมูลควอนตัม เอฟเฟกต์ Seebeck ที่ขึ้นกับการหมุน ซึ่งอาจมีประโยชน์สำหรับเทคโนโลยีที่ใช้พลังงานต่ำ สถานะขอบที่มีการป้องกันทางทอพอโลยี คลื่นความหนาแน่นของสปินและแอนติเฟอโรแม่เหล็กที่ขึ้นกับความเครียด และกึ่งโลหะสำหรับการใช้งานสปินทรอนิกส์
“เทคนิคของเราเป็นเทคนิคแรกในการผลิต PNR คุณภาพสูงสำหรับบุคคล ซึ่งขณะนี้เราสามารถตรวจสอบโดยรวม (เช่น โดยใช้การวัดสนามแม่เหล็ก) หรือแยกกัน (ด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบอุโมงค์สแกนหรือโดยการทำให้เป็นอุปกรณ์นาโนอิเล็กทรอนิกส์) เพื่อค้นหาสถานะที่แปลกใหม่เหล่านี้ ,” เขาพูดว่า.
ทีมงานซึ่งรวมถึงนักวิทยาศาสตร์จาก University of Bristol, Virginia Commonwealth University และ École Polytechnique Fédérale de Lausanne กำลังยุ่งอยู่กับการศึกษาคุณสมบัติพื้นฐานของ PNR “เรากำลังติดตามงานเบื้องต้นที่น่าสนใจบางอย่างเกี่ยวกับคุณสมบัติทางแสงและอิเล็กทรอนิกส์” วัตต์กล่าวเสริม “ด้วยผู้ทำงานร่วมกันภายในของเราที่ UCL เรากำลังดำเนินการเกี่ยวกับแอพพลิเคชั่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการแปลงพลังงานและการจัดเก็บ และวางแผนที่จะทดสอบริบบอนในอุปกรณ์ที่แนะนำบางรุ่นทันที รวมถึงแบตเตอรี่ด้วย”
ผลกระทบของ PA เหล่านี้ไม่ได้หยุดอยู่ที่ PeLED เท่านั้น “เราเชื่อว่าแนวคิดนี้ควรทำงานเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์แบบ perovskite และงานแรกของเราเกี่ยวกับเรื่องนี้ก็ดูมีความหวัง” Xu กล่าว ไม่ว่าในกรณีใด ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญจากงานนี้ควรนำไปสู่อนาคตที่สดใสสำหรับออปโตอิเล็กทรอนิกส์ของ perovskite
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>slottosod.com
