2D materiály: Černý fosfor a topologické izolátory

Pavel Houser , 27. červenec 2018 15:00 0 komentářů
2D materiály: Černý fosfor a topologické izolátory

2D materiály už zdaleka neznamenají jenom samotný grafen. Rovněž množství jejich aplikací i dalších vlastností je velmi široké, najdeme mezi nimi vodiče, polovodiče, topologické izolátory i látky feromagnetické. Tentokrát o 2D formě černého fosforu, topologickém magnetu a galliu při 30 Cº.

Fosfor, tellur, platina

2D forma černého fosforu, tzv. fosforen, představuje další nadějný 2D materiál. Jeho základní šestiúhelníková struktura je v prostoru zvlněná, proto by mohla být vhodná v aplikacích ohebné elektroniky. Fosofren má podobně jako molybdenit také větší zakázaný pás než grafen, lze tedy lépe řídit jeho vodivost. Zajímavý je rovněž svými optickými vlastnostmi (silná absorpce světla). Problém však je, že na vzduchu (především za přítomnosti vlhkosti) se tato látka rychle oxiduje.

Web Ji a jeho skupina na čínské Renmin University a Yang Chai z Hong Kong Polytechnic University nyní zjistili, že několik vrstev tzv. alfa-telluru se svými optickými a elektrickými vlastnostmi černému fosforu velmi blíží. Podobně by mohly fungovat i vrstvy sloučenin platiny PtS2 nebo PtSe2 (sulfid a selenid platičitý). Alfa-tellur by se mohl rovněž chovat jako topologický izolátor. Na vzduchu je na rozdíl od fosforenu stabilní a lze snadno vyrábět. Zbývá však dodat, že práce je ryze teoretická a založená na výpočtech/simulacích. Zbývá dokázat, že tellur či sloučeniny platiny se takto opravdu chovají.

Platina a topologické izolátory podruhé

Vědci z University of Groningen (první autor studie Lei Liang) zjistili, že pokud v iontové kapalině zapnou elektrické pole, z platiny vložené do tohoto materiálu se stane magnet. Feromagnetické vlastnosti ovšem získá pouze povrch materiálu, takže můžeme hovořit o 2D magnetu (topologickém magnetu). Po vypnutí vnějšího pole povrch platiny feromagnetické vlastnosti zase ztratí.

2D magnetů se sice podařilo v poslední době syntetizovat více, bývají ale elektricky nevodivé nebo jsou feromagnetické pouze za nízkých teplot. Platina je naproti tomu výborným vodičem a magnetismus si jejích povrch uchovává i při pokojové teplotě. Uplatnění by nový výzkum mohl najít ve spintronice, protože v platině bude možné přepínat magnetické momenty; zajímavý by byl spínaný feromagnetismus v polovodiči, kde by šly současně řídit hned dva stavy.

Přidává se gallium

Připravit monoatomární vrstvu kovu se dosud nedařilo. Kovy jsou kompaktní, rozhodně je nelze vrstvu po vrstvě „odlepovat“. Gallium má navíc nízkou teplotu tání (30 Cº), takže se zatím nedařilo získat vrstvu ani usazováním – depozicí – par. Také se snadno oxiduje.

Vědci z Rice University a Indian Institute of Science (Bangalore) nyní konečně zvládli vyrobit gallenen. Vyšli z gallia zahřátého na teplotu tání, na sklíčko nechali odkápnout kapku kovu, k té pak přitlačili kousek oxidu křemičitého. Materiál ihned chladl a tuhl, takže se přilepila ne celá kapka, ale právě jen vrstva obsahující několik atomů. Gallenen může prý mimochodem existovat ve dvou formách, které se liší uspořádáním atomů ve 2D mřížce. Konkrétní forma vzniká podle toho, jak se přesně provede sloupnutí.

Gallenen by se měl dát snadno propojovat s křemíkem i dalšími polovodiči, a slibuje tak řadu aplikací v elektronice. Z oxidu křemičitého, na němž byl gallenen připraven, se dá vrstva přenést např. na nitrid nebo arsenid gallia, na křemík nebo nikl. V závislosti na substrátu má pak materiál různé elektrické vlastnosti. Možná by podobnou metodu šlo použít i pro přípravu 2D forem dalších kovů nebo sloučenin s nízkým bodem tání.


Komentáře

RSS 

Komentujeme

Co s genetickými databázemi?

Pavel Houser , 07. říjen 2018 15:00
Pavel Houser

Jak bylo oznámeno již v letos dubnu, tzv. zabijáka z Golden State odhalily veřejné genetické databáz...

Více

Kalendář

17. 10.

19. 10.
Future Forces Forum 2018
19. 10.

21. 10.
Game City 2018
20. 10. WordCamp Brno 2018







RSS 

Zprávičky

Testování bezpečnosti úložiště e-receptů

ČTK , 19. říjen 2018 12:28

Od roku 2019 přibude v systému lékový záznam, který lékaři umožní vidět, další léky předepsané pacie...

Více 0 komentářů

ČR není proti evropské digitální dani, klade si ale podmínky

ČTK , 19. říjen 2018 08:00

Návrhy zahrnují zavedení tříprocentní daně z tržeb firem, jako jsou Google či Facebook....

Více 0 komentářů

Francouzská OVH chce v cloudu konkurovat Googlu a Amazonu

ČTK , 18. říjen 2018 13:24

Francouzský poskytovatel webhostingu a cloudových služeb OVH hodlá v příštích letech ztrojnásobit in...

Více 0 komentářů

Starší zprávičky

ČTÚ dal pokutu T-Mobile

Pavel Houser , 18. říjen 2018 09:00

Mimosoudní vymáhání neplatně sjednaných smluvních pokut je agresivní obchodní praktikou. ČTÚ za tent...

Více 1 komentářů

Výnos operátorů za minutu hovoru za šest let klesl na polovinu

ČTK , 18. říjen 2018 08:00

Průměrný výnos tuzemských mobilních operátorů za jednu minutu hovoru klesl za šest let na polovičníc...

Více 0 komentářů

Slovenské ministerstvo zahraničí bylo cílem kybernetického útoku

ČTK , 17. říjen 2018 15:12

Zatím není známo, k jakým dokumentům se útočníci mohli dostat....

Více 0 komentářů

Výrobce telefonů čekají v Evropě poplatky za Google Play

ČTK , 17. říjen 2018 10:00

Zavedení licenčních poplatků má podle Google kompenzovat výpadek příjmů spojený se splněním požadavk...

Více 1 komentářů