Materiály s hrúbkou jedného atómu ešte nešli nad rámec vedeckých laboratórií, ale ich vyhliadky sú veľmi jasné. Fyzici inšpirovaní triumfom grafénu začali vymýšľať ďalšie dvojrozmerné štruktúry, ktoré by mohli nájsť veľmi neočakávané aplikácie.
Vďaka 2D materiálu je elektronické zariadenie ešte miniaturizovanejšie. Toto je jeho výhoda - a nie iba jediná - oproti obyčajným objemným telom. Ultratenká vrstva hmoty získava nové optické, mechanické a elektronické vlastnosti.
Predstavte si prázdnu knižnicu. Je zrejmé, že knihy sa dajú ukladať iba na police. V tomto prípade sú to energetické hodnoty, ktoré sú k dispozícii pre elektróny, ak je veľkosť tela znížená na minimálne hodnoty, napríklad na priemer atómu. Takto sa prejavuje zásada rozmerovej kvantizácie.
Grafénový sendvič sa zmení na …
Z doteraz vytvorených dvojrozmerných materiálov má komerčný výhľad iba grafén. Vedci okrem toho navrhujú neobmedzovať rozsah tohto materiálu na elektroniku. Ako je to s pancierom na telo grafénu? Na prvý pohľad je táto myšlienka zvláštna - koniec koncov je to mäkký materiál, v skutočnosti grafit, z ktorého sú vyrobené ceruzky. Dve vrstvy grafénu, ktoré sú naskladané, však budú mať úplne úžasné vlastnosti: mimoriadnu tvrdosť, keď sa na ne pôsobí, a flexibilitu po oslabení nárazu. Nedávno to ukázali vedci zo Spojených štátov a Európy. Na vytvorenie dvojvrstvového grafénu vytvorili tlak od jedného do 10 gigapascalov s kosoštvorcovou tyčou, ktorý je porovnateľný s poklesom stovky-tonovej dosky na meter štvorcový povrchu.
Štruktúry troch, štyroch a piatich grafénových vrstiev však také vlastnosti nevykazovali. Ukázalo sa, že nezvyčajná sila nového materiálu je spôsobená zmenou „tvaru“elektrónových orbitálov, čo je nemožné v iných konfiguráciách vrstiev.
Propagačné video:
Plochá žiarovka a flexibilný displej
„Tenšie, flexibilnejšie a jasnejšie“je motto moderných výrobcov displejov, čo znamená, že sa môžu zaujímať o 2D materiály. Ale ako ich prinútite žiariť? Po tom nasledovali odborníci z Viedenskej univerzity, ktorí vyvinuli svetelný zdroj vyrobený z molybdénsulfidu (MoS2) s hrúbkou jedného atómu.
Výkres molekulovej štruktúry disulfidu molybdénového / Depositphotos / ogwen.
Fyzici pripojili kovové elektródy k monovrstve tejto látky a celú štruktúru suspendovali vo vákuu. Tým, že ním prešli elektrický prúd, donútili sulfid molybdénu k zahriatiu a vyžarovaniu svetla. Je pravda, že žiarila iba časť filmu, ktorého dĺžka nepresiahla 150 nanometrov. Ale začali sa objavovať nepríjemné problémy! Autori štúdie sľubujú pestovať autentickejší dvojrozmerný sulfid molybdénu, testovať na ňom nový typ svetelného žiariča a potom ho bude možné integrovať do mikroobvodov, z ktorých sa jedného dňa vyrobí pružný a jasný displej s hrúbkou jedného atómu.