2D materiály: Černý fosfor a topologické izolátory

Pavel Houser , 27. July 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

Počítačové hry v hlavě – a to dokonce multiplayer

Pavel Houser , 03. August 2019 06:30
Pavel Houser

Tetris v podání vědců z University of Washington připomíná málem telepatii – jeden z hráčů vidí pada...

Více



Kalendář

25. 08.

29. 08.
VMworld US 2019
05. 09.

06. 09.
Technical Computing Camp 2019
06. 09.

11. 09.
IFA 2019
RSS 

Zprávičky

Nad rámec rozpočtů půjde na digitalizaci příští rok 492 mil. Kč

ČTK , 22. August 2019 10:00

Do roku 2021 má plně fungoval portál občana, tak, aby lidé s novými občanskými průkazy mohli řešit v...

Více 0 komentářů

Amazon pokračuje v náboru pro centrum v Dobrovízi, zvyšuje mzdy

ČTK , 22. August 2019 09:00

Amazon nyní nabírá pracovníky pro distribuční centrum, a to i na kvalifikované pozice....

Více 0 komentářů

Alibaba odkládá vstup na burzu v Hongkongu

ČTK , 22. August 2019 08:00

Odklad vstupu Alibaby na burzu v Hongkongu je pro tamní akciový trh velkým problémem....

Více 0 komentářů

Starší zprávičky

Nový Acronis True Image 2020: automatizace zálohování dle pravidla “3-2-1”

Pavel Houser , 21. August 2019 12:45

Acronis True Image 2020 kombinuje tradiční ochranu dat a kybernetickou bezpečnost do jednoho řešení....

Více 0 komentářů

Provozovateli mýtných systémů Kapsch klesl zisk, ale stouply tržby

ČTK , 21. August 2019 09:00

Kapsch prozatím provozuje systém elektronického mýtného také v ČR....

Více 0 komentářů

Čtvrtletní zisk firmy Xiaomi prudce klesl, růst tržeb zpomalil

ČTK , 21. August 2019 08:00

Čistý zisk čínského výrobce chytrých telefonů Xiaomi se ve 2. čtvrtletí propadl o 87 % na 1,96 milia...

Více 0 komentářů

Průzkum: Chytrým mobilem platí již téměř třetina Čechů

ČTK , 20. August 2019 14:40

Podíl Čechů platících svým chytrým mobilem je 31 %, zatímco v roce 2016 to bylo pouze 13 %. ...

Více 0 komentářů