سايت تبليغات علفو پلاس

فيزيكدانان توسط سيستم‌هايي كه از موادي تشكيل شده‌اند كه فقط يك يا چند لايه اتم ضخامت دارند، پرچ شده‌اند. هنگامي كه چند ورق از اين مواد دو بعدي در كنار هم قرار مي گيرند، مي توان يك الگوي هندسي به نام الگوي موآر تشكيل داد. در اين به اصطلاح سيستم‌هاي موآر، پديده‌هاي جديد و عجيبي مي‌توانند رخ دهند، از جمله ابررسانايي و مغناطيس غير متعارف. در نتيجه، درك بهتر آنچه كه در رابط بين هر صفحه اتفاق مي افتد و باعث ايجاد اين پديده ها مي شود، مي تواند منجر به كاربردهاي هولناك در الكترونيك جديد و موارد ديگر شود.

اكنون يك تيم بين‌المللي از دانشمندان به رهبري فيزيكدانان MIT ابزار جديد قدرتمندي را براي كمي كردن - و كنترل - يك پارامتر كليدي در سيستم‌هاي موآر گزارش مي‌كنند. اين شامل اعمال فشار شديد بر روي يك سيستم موآر در حالي كه نور از طريق آن مي تابد، سپس آناليز اثرات با طيف سنجي رامان، يك تكنيك آزمايشگاهي رايج است. به همان اندازه براي كار، يك مدل نظري مهم است كه چارچوبي براي درك داده هاي تجربي فراهم مي كند.

اين كار در 15 ژوئن شماره آنلاين Nature Nanotechnology گزارش شده است .

ريكاردو كامين، سرپرست تيم تحقيق، مي‌گويد: «تكنيكي كه ما براي كاوش اين سيستم‌هاي موآر توسعه داديم، از نظر روش‌شناسي مشابه روش‌هاي كريستالوگرافي اشعه ايكس روي پروتئين‌ها است كه به زيست‌شناسان اجازه مي‌دهد تا بدانند اتم‌ها در كجاي پروتئين قرار دارند و پروتئين چگونه كار مي‌كند». كلاس 1947 توسعه شغلي استاديار فيزيك در MIT.

پارامتري كه اكنون تيم مي‌تواند اندازه‌گيري كند، به نام پتانسيل موآر (Moiré) شناخته مي‌شود، «به ما مي‌گويد كه چه فيزيك را مي‌توان در يك پشته خاصي از مواد دو بعدي درك كرد. اين يكي از مهم‌ترين اطلاعاتي است كه ما براي پيش‌بيني اينكه آيا يك ماده خاص فيزيك عجيب و غريبي را نشان مي‌دهد يا خير، به آن نياز داريم.»

به همان اندازه مهم، اين تكنيك همچنين به تيم اجازه مي‌دهد تا پتانسيل موآر را براي دستيابي به پديده‌هاي عجيب و غريب مختلف «كوك» يا كنترل كند.

نظرات متيو يانكوويتز، استاديار فيزيك در دانشگاه واشنگتن كه در اين كار نقشي نداشت: «فشار اخيراً به عنوان يك تكنيك اميدواركننده براي تنظيم خواص اين مواد [موآر] ظاهر شده است، زيرا مستقيماً استحكام موآر را تغيير مي‌دهد. پتانسيل. با مطالعه خواص نوري يك لايه دولايه نيمه هادي موآر تحت فشار، اين تيم ابزار جديدي را براي كاوش و دستكاري اثرات ابرشبكه موآر كشف كرده است. اين كار پايه و اساس پيشرفت‌هاي بيشتر در درك و كنترل ما از حالات همبستگي شديد ماده در سيستم‌هاي نيمه‌رساناي موآر را ايجاد مي‌كند.

اين كار نتيجه همكاري بين محققان MIT، Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) و سه دانشگاه فدرال در برزيل است: Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)، Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) و Universidade Federal. فلوميننس (UFF).  

علاوه بر Comin، نويسندگان مقاله Nature Nanotechnology از MIT، دكتر Luiz G. Pimenta Martins، دكتراي سال 22، اولين نويسنده اين اثر هستند كه اكنون فوق دكتراي دانشگاه هاروارد است. Connor A. Occhialini و Qian Song، دانشجويان فارغ التحصيل در رشته فيزيك. جي هون پارك، دانشمند محقق در گروه مهندسي برق و علوم كامپيوتر (EECS)؛ آنگ يو لو، دانشجوي كارشناسي ارشد در EECS. و جينگ كنگ، استاد EECS. ديويد آ. روئيز-تيجرينا، نويسنده اول اين اثر، از UNAM است. پدرو ونزوئلا از UFF است. Luiz G. Cancado و Mario SC Mazzoni از UFMG هستند. و Matheus JS Matos از UFOP است.

فشار شديد، نمونه هاي كوچك

مجموعه آزمايشي كه اين تيم براي اعمال فشار شديد به يك ماده موآر، كه در اين مورد از دو ورقه بسيار نازك از يك دي‌كالكوژنيد فلز واسطه تشكيل شده است، ايجاد كرد، شامل فشرده‌سازي ماده بين دو نوك الماس است. ابعاد راه اندازي و نمونه فوق العاده كوچك است. به عنوان مثال، قطر محفظه اي كه در آن اين اتفاق مي افتد شبيه به عرض يك موي انسان است. مارتينز، رهبر كار براي توسعه اين تنظيمات مي‌گويد: «و ما بايد نمونه دو بعدي خود را دقيقاً در داخل آن قرار دهيم، بنابراين كمي مشكل است.

اين ابعاد براي ايجاد فشار شديدي كه بر روي نمونه اعمال مي‌شود، لازم است، كه مشابه فشاري است كه برج ايفل در بالاي يك كاغذ يك اينچي مربعي اعمال مي‌كند. قياس ديگر: فشار حدود 50000 برابر فشار هواي اطراف ما است.

آزمايش ها و نظريه ها

سپس تيم، نور را به نمونه تاباند و نور ساطع شده را جمع آوري كرد. مارتينز مي‌گويد: «نور مقداري انرژي در داخل ماده باقي مي‌گذارد و اين انرژي مي‌تواند با چيزهاي مختلفي مرتبط باشد. در اين مورد، تيم روي انرژي به شكل ارتعاشات متمركز شد. او ادامه مي‌دهد: «با اندازه‌گيري تفاوت بين انرژي فوتون‌ها [ذرات نور] كه وارد و خارج مي‌شوند، مي‌توانيم انرژي ارتعاشات ايجاد شده در ماده را بررسي كنيم.

شدت نوري كه از مواد مرتبط با آن ارتعاشات خارج مي شود، به نوبه خود نشان مي دهد كه الكترون هاي يك صفحه نازك اتمي با چه شدتي با الكترون هاي ديگري در ارتباط هستند. هرچه اين تعاملات قوي تر باشد، احتمال وقوع پديده هاي عجيب و غريب بيشتر است. Comin مي گويد: «پتانسيل moiré اساساً قدرت جفت شدن بين لايه هاي دو بعدي است.

مارتينز مي‌گويد: «با مقايسه افزايش تجربي شدت نور خروجي مرتبط با اين ارتعاشات، در مقابل محاسبات مدل نظري‌مان، توانستيم قدرت پتانسيل موآر و تكامل آن را با فشار به دست آوريم.»

مدل نظري كه توسط رويز-تيجرينا توسعه يافته است، به خودي خود بسيار پيچيده است. Comin مي‌گويد: «اين يك مدل پيچيده است زيرا شامل اتم‌ها، شامل الكترون‌ها و به اصطلاح يك مدل ابر سلولي بزرگ است. اين بدان معناست كه شما فقط يك كميت را مدل نمي كنيد، مانند يك اتم با الكترون هايش، بلكه مجموعه بزرگي از آنها را مدل مي كنيد. اين واقعاً به پويايي اتم‌ها نگاه مي‌كند، در حالي كه آنها هنوز با الكترون‌هاي اطراف خود برهم‌كنش دارند.»

روئيز-تيجرينا نتيجه مي گيرد: "وقتي آزمايش آنچه را كه شما پيش بيني كرده ايد نشان مي دهد، يا زماني كه مدل شما مي تواند آن چيزي را كه آزمايش ها مي سنجند بازتوليد كند، اين احساسي است كه شبيه هيچ چيز ديگري نيست."

اين كار توسط دفتر تحقيقات ارتش ايالات متحده پشتيباني شد. بنياد ملي علوم ايالات متحده؛