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三个原子厚晶体能够在两个电气状态之间切换

时间：2021-09-21 08:25:03 来源：

在顶板中，该三个原子厚晶体如未导电的半导体所示。材料上的向外拖拉力（在中间板中显示）咔哒晶体或导电状态。第三面板以非导电状态显示晶体。

Stanford大学的新研究表明如何制作三个原子厚晶体，它会像导电和非导电结构之间的灯开关一样切换，以柔性电子材料开门。

不要折叠，主轴或肢解。这些说明一旦打印在将数据到大型计算机上的打印卡上打印。今天的智能手机处理更多数据，但他们仍然没有建造被推入背口袋。

在寻求建立可以存活这种滥用的小工具中，工程师一直在测试基于既灵活可切换的新材料的电子系统 - 也就是说，能够在两个电气状态下切换，开关，零，二进制可以编程所有数字的命令。

现在，三个斯坦福研究人员认为他们只是发现了这种灵活的可切换材料。它是一种晶体，可以形成纸张的纸张，只有三个原子厚。计算机模拟表明，这种结晶晶格具有显着的表现力，可以像开关一样：它可以在两个不同的原子结构之间来回旋转和推动两种不同的原子结构 - 另一个不存在的另一个原子结构。

“将其想象出轻松开启和关闭，”斯坦福大学工程研究生和自然通信文章第一作者的Karel-Alexander Duerloo说。


该动画显示三个原子厚晶体被从非导电到导电状态拉动，然后被推回非导电状态。

到目前为止，这一发现只存在于计算机模拟中。但是，主持和团队领导者Evan Reed是一位材料科学与工程的助理教授，希望这项工作激发了实验科学家来制造这种超薄晶体，并使用它来创建电子和其他可轻柔和灵活的设备纤维。

从理论上讲，这种电子材料具有降低诸如智能手机等现有设备中的电池排水的功耗。这种新的功能高效的材料也可以创建“智能”服装 - 想象一款超广岛手机或集成在衬衫中的GPS系统。

Duerloo表示，当钼原子的一个原子层夹在两个原子层之间时，形成该可切换材料。

钼和碲是目前用于制造合金的添加剂，例如钢。碲也是许多现代太阳能电池的重要组成部分。

在他的模拟中，Duerloo依赖于钼和碲形成薄片的晶格，这只是三个原子厚。值得注意的是，这种原子夹心可以形成具有有用特性的不同晶体结构：在一个结构中，该晶格容易进行电;在其他配置中，它没有。

Duerloo的仿真表明，从非导电状态切换到导电状态，将该三层汞合浆的原子结构切换成导电状态需要微小的努力。温和的推动将材料切换回关闭状态。

这些模拟，尚未通过实验证实不支持，是一种材料科学的新分支的前沿，涉及单层物质的行为。

第一个和最着名的单层是石墨烯，在2004年首次观察到。石墨烯是一层碳原子，形成类似鸡丝的晶格。虽然它只是一个粗糙的粗糙，但石墨烯非常强劲。一片石墨烯可以承受猫的重量而不会破裂。

石墨烯也是导电的。这使得它可能用作光，低功率电子元件。

石墨烯的发现者在2010年分享了诺贝尔奖，但即使在这方面，他们的工作是如此荣幸，其他科学家始于使用这种有趣的性能汇合来寻找其他单层材料：强，稳定，晶体结构可以进行电力。

为了帮助找到来自广阔的分子结构宇宙的最有希望的材料，新的学科正在上升：计算材料科学。

“我们就像调查地形并寻找最好的材料的推进侦察兵，”雷德说。

既然他们已经模拟了这种钼 - 碲水晶的潜力，斯坦福研究人员（第三部队成员是姚丽研究生）希望实验科学家将探索这款三个原子厚开关的可能用途。

“在不知道在哪里看，没有人会知道这一点，”Duerloo说。

出版物：Karel-Alexander N. Duerloo，等，“二维Mo和W二思族化物单层的结构相转移，”自然通信5，物品编号：4214,2014; DOI：10.1038 / ncomms5214

图像：Karel-Alexander Duerloo


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