ปรับแต่งสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่ใน graphene บนผลึกที่มีสมมาตรแตกต่างกัน

Anonim

นักวิจัยของมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ได้ค้นพบวิธีการที่ง่ายและมีประสิทธิภาพในการผลิตสนามแม่เหล็กหลอกขนาดใหญ่ (PMF) บน graphene และแสดงให้เห็นว่าสามารถปรับการกระจายเชิงพื้นที่และความเข้มในการจัดเก็บข้อมูลและการใช้งานลอจิกได้อย่างไร ("Tailoring sample - ทั่วทั้งสนามแม่เหล็กปลอมบนโครงสร้างฟอสฟอรัสฟอสฟอรัส graphene - ดำ ")

สาขาอิเล็กทรอนิกส์เน้นการควบคุมและใช้ประโยชน์คุณสมบัติของอิเล็กตรอน เพื่อศึกษาหรือแก้ไขคุณสมบัติของอิเล็กตรอนเหล่านี้ในระบบควอนไทม์ต้องใช้สนามแม่เหล็ก

อีกวิธีหนึ่งในการบรรลุผลนี้ก็คือการสร้างสายพันธุ์พิเศษขึ้นใน graphene ซึ่งอิเล็กตรอนจะทำงานเหมือนกับว่าอยู่ภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กภายนอก ในกรณีนี้จะไม่มีการใช้สนามแม่เหล็กและนี่คือคำอธิบายโดยการปรากฏตัวของ PMF ที่เกิดจากความเครียด

อิเล็กตรอนมีองศาอิสระเพิ่มเติม (พารามิเตอร์อิสระที่อธิบายถึงสถานะทางอิเล็กทรอนิกส์) นอกเหนือจากค่าใช้จ่าย เหล่านี้เรียกว่าสปินและระดับความเป็นอิสระของหุบเขา หุบเขาเป็นค่าสูงสุดและต่ำสุดของพลังงานอิเล็กตรอนในผลึกของแข็ง วิธีการควบคุมอิเล็กตรอนในหุบเขาที่แตกต่างกันอาจถูกนำมาใช้ในการพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

ตัวอย่าง PMFs ที่เหนี่ยวนำด้วยแรงดึงใน graphene ได้รับการสำรวจว่าเป็นแนวทางที่น่าสนใจในการดึงหุบเขาใน graphene และทำให้พลังงานของพวกเขาไม่เท่ากันทำให้ฟิสิกส์ที่น่าสนใจเช่นกระแสโพลาไรซ์ในหุบเขา นักวิจัยจำนวนมากได้รับความสนใจจาก PMF ขนาดมหึมา (ไม่เกิน 300 teslas) ที่สังเกตได้ในโครงสร้างนาโนของ graphene ที่ไม่เป็นแนวระนาบเช่น graphene nanobubbles

อย่างไรก็ตามเหล่านี้กระจายแบบสุ่มและไม่สามารถใช้งานได้จริง แม้ว่าทฤษฎีคาดการณ์ว่าสายพันธุ์ที่มีความสมมาตรสามเหลี่ยมสามารถสร้าง PMF ในวัสดุได้ แต่ขณะนี้ยังไม่มีเทคนิคการทดลองที่เป็นที่รู้จักซึ่งสามารถสร้างเนื้อสัมผัสที่เฉพาะเจาะจงเพื่อสร้าง PMF สม่ำเสมอได้ด้วยการกระจายและความเข้มของพื้นที่ที่ต้องการ

ทีมที่นำโดยศาสตราจารย์ LOH Kian Ping จากภาควิชาเคมีและศูนย์วัสดุขั้นสูง 2 มิติ บริษัท NUS ได้ค้นพบวิธีการสร้าง PMFs บน graphene โดยการซ้อนทับ graphene บนฟอสฟอรัสดำ (BP) เพื่อสร้างโครงสร้างทางชีวภาพแบบ graphene-on-BP. ทีมนักวิจัยยังมีนักเคมีพื้นผิว Prof. LU Jiong และนักทฤษฎีศ. Adam SHAFFIQUE จาก NUS การขัดแตะขนาดใหญ่และความเค้นเฉือนที่เกิดจากตะแกรงซึ่งกันและกันทำให้เกิด PMF ใน graphene ซึ่งสามารถวัดได้โดยตรงโดยใช้การสแกนกล้องจุลทรรศน์อุโมงค์

นอกจากนี้ยังได้ค้นพบวิธีการปรับความเข้มและการกระจายตัวของ PMF บน graphene โดยการเปลี่ยนมุมการหมุนระหว่างทิศทางการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของ graphene และความดันโลหิต เมื่อสนามแม่เหล็กภายนอกถูกนำมาใช้ในที่ที่มี PMF พวกเขาสามารถสร้างกระแสที่ไม่เทียบเท่ากันสองแบบเรียกว่ากระแสไฟฟ้าโพลเซสตามหุบเขาในการวัดการขนส่งทางไฟฟ้า

ศาสตราจารย์ Loh กล่าวว่า "การควบคุม PMFs ในระดับนาโนจะช่วยให้สามารถทดสอบฟิสิกส์ที่รุนแรงได้ดังต่อไปนี้ประการแรกฟิลด์ PMF สามารถใช้เป็นอุปสรรคด้านพลังงานเพื่อ จำกัด กระแสให้เป็นช่องทางหนึ่งมิติได้อย่างมีประสิทธิภาพนอกจากนี้ตัวกรองหุบเขาสามารถพัฒนาได้ตาม โพลาไรซ์ที่หุบเขาที่สำคัญเราพบว่าพื้นผิวของความเครียดที่ซับซ้อนซึ่งเกิดขึ้นจากการวางผลึกหกเหลี่ยม (graphene) บนผลึกแบบออร์โธโพลโฟม (BP) เหมาะสำหรับการสร้าง PMF ขนาดใหญ่

นัยที่ว่าอาจจะมีคริสตัลสองมิติแบบอื่นที่ยังไม่ได้ค้นพบ การศึกษาของเราจึงเปิดโอกาสใหม่สำหรับวิศวกรรมความเครียดด้วยมุมมองในการปรับแต่งการกระจายเชิงพื้นที่และความเข้มของ PMFs "

menu
menu