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

E-banking namísto datové schránky

Pavel Houser , 12. March 2019 11:30
Pavel Houser

Projekty zaměřené na elektronický kontakt občana se státní správou u nás zatím příliš neuspěly. Dr...

Více

Kalendář

14. 03.

24. 03.
IT mezi paragrafy 2019
26. 03. IT Security Workshop 2019
26. 03.

24. 03.
IT Security Workshop 2019







RSS 

Zprávičky

Seznam.cz chce od Googlu detaily o podpoře jiných vyhledávačů

ČTK , 23. March 2019 09:41

Seznam ztrácí podíl na trhu, protože na mobilních telefonech je jako výchozí nastaven vyhledávač od ...

Více 0 komentářů

Burzovní debut Uberu nebude na trhu Nasdaq, ale na NYSE

ČTK , 22. March 2019 13:07

Vstup Uberu na burzu patří mezi nejvíce očekávané události na Wall Street i v Silicon Valley....

Více 0 komentářů

Kryptominery zasáhly 10krát víc organizací než ransomware

Pavel Houser , 22. March 2019 10:00

Malware jako služba na vzestupu: affiliate programy ransomwaru....

Více 0 komentářů

Starší zprávičky

Firmy v Česku přišly kvůli podvodným e-mailům o miliony

ČTK , 22. March 2019 09:00

Pachatel k zasílání peněz využil účty asi 50 důvěřivých lidí, peníze obratem převáděl do virtuálních...

Více 0 komentářů

T-Mobile chce v ČR připojit až 1,5 mil. bytů k internetu optikou

ČTK , 22. March 2019 08:00

Obce nevidí kvalitní internet jako prioritu, vyřízení všech povolení trvá 14 až 16 měsíců....

Více 0 komentářů

Evropský parlament bude hlasovat o změně směrnice o copyrightu

ČTK , 21. March 2019 10:00

Plénum nyní bude hlasovat nejprve o pozměňovacím návrhu, nikoli o směrnici jako celku, jak bylo půvo...

Více 0 komentářů

Vodafone a Liberty Global dostanou varování regulátorů

ČTK , 21. March 2019 09:00

EK se obává, že převzetí aktivit Liberty Global by v ČR mohlo vést k vytlačení některých telekomunik...

Více 0 komentářů