物理學(xué)家創(chuàng)造了新的二維人造材料
1965年,著名的普林斯頓大學(xué)物理學(xué)家推測,鐵電金屬盡管在自然界不存在,但仍然可以導(dǎo)電。 幾十年來,科學(xué)家們一直認為不可能證明1977年諾貝爾物理學(xué)獎得主Philip W. Anderson的理論。 這就像試圖將火與水混合在一起,但一個由羅格斯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國際科學(xué)家小組已經(jīng)證實了這一理論,并且他們的發(fā)現(xiàn)在Nature Communications(“Artificial two-dimensional polar metal at room temperature”)上在線發(fā)表了。 該圖顯示的是類鐵電金屬中原子的位置,其中包含鈦酸鋇,鈦酸鍶和鈦酸鑭 “這很令人興奮,”該研究小組負責(zé)人Jak Chakhalian和羅格斯大學(xué)新布朗斯維克分校實驗物理學(xué)教授Claud Lovelace教授說道!拔覀儎(chuàng)造了一類新型的二維人造材料,它們在室溫下具有類似鐵電物質(zhì)的特性,這種材料在自然中不存在,但可以導(dǎo)電,這是理論與實驗之間的重要聯(lián)系! 作為技術(shù)基石,鐵電材料被用于電子產(chǎn)品,如手機和其他天線,電腦存儲,醫(yī)療設(shè)備,高精度電動機,超敏感傳感器和聲納設(shè)備等。 Chakhalian說,他們的材料中沒有一種是導(dǎo)電的,而羅格斯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究結(jié)果可能會催生新一代的設(shè)備和應(yīng)用。 “鐵電材料在技術(shù)上是非常重要的一類材料,”他說!霸谑┘与姇r,它們會移動,縮小和擴大,這樣就可以精確地移動物體,而且每個現(xiàn)代手機都具有數(shù)十個性能與鐵電材料類似的組件! 像許多物理學(xué)家一樣,Chakhalian懷揣著疑問,他無法找到一個物理定律指明鐵電金屬不可能被創(chuàng)造出來。所以他的研究小組,包括研究主要作者,之前是博士生,現(xiàn)在是中國科學(xué)院教授的Yanwei Cao,利用Chakhalian的最先進的工具,創(chuàng)造出幾個原子厚的片材。 Chakhalian說,這就像制作三明治。 “當(dāng)一種材料變成鐵電材料時,它的原子會永久移動,我們希望在人造晶體增加金屬特性為來傳導(dǎo)電,”他說。“因此,我們采用了兩個非常薄的層在界面處創(chuàng)建了一個二維金屬,并添加了第三層,該層具有特殊的性質(zhì),可以移動該金屬層中的原子,從而形成類似鐵電的金屬。這種新結(jié)構(gòu)有幾個功能內(nèi)置,這是一個巨大的雙贏! |