Yen sampeyan wis maca crita babagan riset kuantum akhir-akhir iki, ing Columbia News utawa ing papan liya, sampeyan bisa uga wis krungu istilah kasebut. Bahan 2D utawa rong dimensi.
Ilustrasi struktur atom graphene, bentuk karbon 2D ultra-kuat.
Ing wulan Januari, ahli kimia Columbia nerbitake panaliten babagan sing pertama 2D fermion abot, kelas materi karo elektron abot banget. Ing wulan November, sekolah Teknik nerbitake crita babagan "Laser-Nyopir Material 2D.” Lan sadurungé taun kepungkur, peneliti nemokake loro superconductivity lan ferroelectricity ing materi 2D padha. Daftar terus.
Dadi, apa bahan 2D lan kenapa para ilmuwan kasengsem?
Bahan rong dimensi mung kaya swarane: Bahan sing kandel mung 1 utawa 2 atom nanging luwih amba ing saben arah liyane. Biasane bahan 2D sing digarap para ilmuwan yaiku sawetara mikrometer persegi - ora katon kanthi mripat langsung, nanging katon nganggo mikroskop sing bisa digunakake ing kelas sains SMA. Bahan 2D sing digarap para ilmuwan yaiku campuran bahan alami, kayata graphene, wangun karbon ultra-kuat sing ditemokake ing Columbia ing taun 2004, lan bahan sing disintesis ing laboratorium, kayata CeSil, kristal pisanan dirakit ing Columbia taun kepungkur, kasusun saka cerium, silikon, lan yodium. Bahan-bahan kasebut biasane diwiwiti kanthi telung dimensi, lan para ilmuwan ngetokake nganti rong dimensi kanggo nindakake eksperimen lan ngerteni sifat fisik apa, kaya superconduktivitas or magnetisme, bisa uga muncul nalika bahan kasebut datar atom. Para ilmuwan ngupayakake ngembangake cara-cara anyar kanggo nggawe bahan 2D saka awal, tanpa kudu ngilangi bahan kasebut saka 3D, nanging kualitase isih ora sampurna.
Akeh perkara sing nggawe materi 2D dadi menarik nanging sing utama yaiku mbatesi cara partikel kaya elektron bisa obah ing njero. Kimiawan Columbia Xavier Roy digunakake analogi lalu lintas kanggo nerangake:
"Mikir kaya iki: Yen kita duwe mobil mabur sing bisa lelungan ing ruang telung dimensi, kita bakal bisa nyuda lalu lintas ing New York. Nanging amarga mobil saiki mung bisa lelungan kanthi rong dimensi, kita bakal macet ing Times Square, "ujare Roy ing wawancara anyar.
"Perkara sing padha kedadeyan kanggo elektron nalika pindhah saka 3D menyang 2D, nanging ing kasus kita, 'lalu lintas' antarane elektron migunani! Nalika interaksi elektron-elektron iki saya kuwat, kita bisa ngganti sifat materi. Contone, minangka kekandelan saka bahan fermion abot 3D suda (yaiku dadi luwih 2D), padha bisa transisi saka Magnetik kanggo superconducting.
Bahan loro-dimensi uga bisa gampang diowahi: Numpuk kanthi sudut tipis ing antarane lapisan, ngetrapake kekuwatan kaya medan listrik lan medan magnet, lan nyaring bahan kasebut kanthi cara twisting utawa ngetrapake tekanan bisa ngganti sifate. Njupuk mung siji conto: Kanthi mung numpuk rong lembar materi sing disebut tungsten diselenide ing ndhuwur saben liyane, twisting, lan nambah utawa mbusak muatan listrik, materi kasebut. bisa ngalih saka logam konduktor listrik menyang insulator pamblokiran listrik lan bali maneh.
Para ilmuwan uga seneng banget karo panggunaan potensial bahan 2D ing teknologi, sing asring diarani para ilmuwan minangka "aplikasi."
Bahan rong dimensi bisa uga duwe peran penting ing generasi elektronik sabanjure, kalebu komputer kuantum sing isih dikembangake. Kenging punapa? Ing bagean gedhe, amarga bahan 2D Ultra-cilik karo unik, sifat kontrol (kaya superconductivity), lan teknologi tansah ing goleki soko sing bisa entuk asil luwih cepet, luwih irit, lan nggunakake kurang papan.
Source: Columbia University
