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

Kacířství. Internet prý nepřispěl k ekonomickému růstu

Pavel Houser , 15. prosinec 2018 06:30
Pavel Houser

To, že prorůstání ICT prakticky do všech oblastí našeho života podporuje ekonomický růst, je zdánliv...

Více

Kalendář

29. 01. Reshoper 2019
29. 03.

30. 03.
Czech On-line Expo 2019
01. 04.

05. 04.
SuSEcon 2019







RSS 

Zprávičky

Čínský Tencent Music získal z nabídky akcií 1,1 miliardy USD

ČTK , 17. prosinec 2018 08:00

Čínské firmy získaly letos bez zahrnutí Tencent Music ze svých vstupů na akciový trh v USA již 7,9 m...

Více 0 komentářů

ČOI pokutovala e-shopy, 84 % kontrol zjistilo porušení zákonů

Pavel Houser , 16. prosinec 2018 09:00

Česká obchodní inspekce: Někteří provozovatelé e-shopů dlouhodobě neplní zákonné povinnosti....

Více 0 komentářů

Bezpečnostní chyba Facebooku mohla ohrozit 6,8 milionu uživatelů

ČTK , 15. prosinec 2018 10:00

Podle sdělení Facebooku se problém týkal až 1500 aplikací provozovaných 876 vývojáři....

Více 0 komentářů

Starší zprávičky

Katastr nemovitostí na Portálu občana

ČTK , 15. prosinec 2018 08:00

Současně bylo modernizováno prostředí datových schránek....

Více 0 komentářů

Příští rok spustí sítě 5G prvních 25 operátorů

ČTK , 14. prosinec 2018 10:25

Trh hlasových asistentů s umělou inteligencí vzroste příští rok na 250 milionů instalovaných zařízen...

Více 0 komentářů

Český fintech trh má potenciál až 15 miliard Kč

Pavel Houser , 14. prosinec 2018 09:00

Zahraniční fintech firmy již úspěšně vstoupily na český trh. Stejně tak najdeme příklady úspěšných č...

Více 0 komentářů

Soud EU částečně zmírnil pokuty pro Slovak a Deutsche Telekom

ČTK , 14. prosinec 2018 08:00

Slovak Telekom svými vysokými velkoobchodními cenami měl znemožňovat alternativním operátorům ziskov...

Více 0 komentářů