ប្រសិនបើអ្នកបានអានរឿងណាមួយអំពីការស្រាវជ្រាវ quantum នាពេលថ្មីៗនេះ នៅក្នុង Columbia News ឬកន្លែងផ្សេងទៀត អ្នកប្រហែលជាធ្លាប់លឺពាក្យ សម្ភារៈ 2D ឬពីរវិមាត្រ។
ការបង្ហាញពីរចនាសម្ព័ន្ធអាតូមនៃ graphene ដែលជាទម្រង់នៃកាបូន 2D ខ្លាំងបំផុត។
នៅក្នុងខែមករា អ្នកគីមីវិទ្យាកូឡុំប៊ីបានបោះពុម្ពផ្សាយការសិក្សាអំពីទីមួយ 2D fermion ធ្ងន់ជាប្រភេទសម្ភារៈដែលមានអេឡិចត្រុងធ្ងន់។ នៅក្នុងខែវិច្ឆិកា សាលាវិស្វកម្មបានបោះពុម្ពរឿងមួយស្តីពី "ឡាស៊ែរ - បើកបរសម្ភារៈ 2D” ហើយកាលពីដើមឆ្នាំមុន គ. អ្នកស្រាវជ្រាវបានរកឃើញទាំង superconductivity និង ferroelectricity នៅក្នុងសម្ភារៈ 2D ដូចគ្នា។. បញ្ជីបន្ត។
ដូច្នេះ តើសម្ភារៈ 2D មានអ្វីខ្លះ ហើយហេតុអ្វីបានជាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រចាប់អារម្មណ៍ម្ល៉េះ?
សមា្ភារៈពីរវិមាត្រគឺគ្រាន់តែជាអ្វីដែលស្តាប់ទៅដូចជា៖ វត្ថុធាតុដែលមានកម្រាស់ត្រឹមតែ 1 ឬ 2 អាតូម ប៉ុន្តែធំទូលាយជាងក្នុងទិសដៅផ្សេងទៀត។ ជាញឹកញយ សម្ភារៈ 2D ដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រកំពុងធ្វើការជាមួយ មានទំហំមីក្រូម៉ែតការ៉េមួយចំនួនធំ ដែលមើលមិនឃើញដោយភ្នែកទទេ ប៉ុន្តែអាចមើលឃើញដោយប្រភេទមីក្រូទស្សន៍ដែលអ្នកប្រហែលជាធ្លាប់ប្រើក្នុងថ្នាក់វិទ្យាសាស្ត្រវិទ្យាល័យ។ សមា្ភារៈ 2D ដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រកំពុងធ្វើការជាមួយគឺជាល្បាយនៃវត្ថុធាតុដើមធម្មជាតិដូចជា graphene ដែលជាទម្រង់នៃកាបូនខ្លាំងបំផុតដែលបានរកឃើញនៅ Columbia ក្នុងឆ្នាំ 2004 និងវត្ថុធាតុដើមដែលត្រូវបានសំយោគនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ដូចជា CeSil ដែលជាគ្រីស្តាល់ដែលបានប្រមូលផ្តុំដំបូងនៅ Columbia កាលពីឆ្នាំមុន។ ផ្សំឡើងពីសេរ៉ូម ស៊ីលីកុន និងអ៊ីយ៉ូត។ វត្ថុធាតុទាំងនេះជាធម្មតាចាប់ផ្តើមជាបីវិមាត្រ ហើយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្របកវាទៅជាពីរវិមាត្រ ដើម្បីដំណើរការការពិសោធន៍លើពួកវា និងរកមើលថាតើលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តបែបណា។ superconductivity or ម៉ាញេទិចអាចលេចចេញនៅពេលដែលសមា្ភារៈមានលក្ខណៈអាតូម។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រកំពុងធ្វើការលើការបង្កើតវិធីថ្មីដើម្បីបង្កើតសម្ភារៈ 2D ពីទទេ ដោយមិនចាំបាច់បកវាចេញពី 3D ប៉ុន្តែគុណភាពនៃវត្ថុទាំងនេះនៅតែមិនល្អឥតខ្ចោះ។
អ្វីៗជាច្រើនធ្វើឱ្យវត្ថុធាតុ 2D គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ ប៉ុន្តែចំណុចសំខាន់មួយគឺថាពួកគេកំណត់វិធីដែលភាគល្អិតដូចជាអេឡិចត្រុងអាចផ្លាស់ទីក្នុងពួកវា។ អ្នកគីមីវិទ្យាកូឡុំប៊ី Xavier Roy បានប្រើការប្រៀបធៀបចរាចរណ៍ដើម្បីពន្យល់:
"គិតវាដូចនេះ៖ ប្រសិនបើយើងមានរថយន្តហោះដែលអាចធ្វើដំណើរក្នុងលំហរបីវិមាត្រ យើងនឹងអាចកាត់បន្ថយចរាចរណ៍ភាគច្រើននៅញូវយ៉ក។ ប៉ុន្តែដោយសាររថយន្តបច្ចុប្បន្នរបស់យើងអាចធ្វើដំណើរបានតែពីរវិមាត្រប៉ុណ្ណោះ យើងបញ្ចប់ដោយការកកស្ទះចរាចរណ៍ដ៏ធំនៅក្នុង Times Square” Roy បាននិយាយនៅក្នុងបទសម្ភាសន៍នាពេលថ្មីៗនេះ។
"រឿងដដែលនេះកើតឡើងចំពោះអេឡិចត្រុងនៅពេលយើងផ្លាស់ទីពី 3D ទៅ 2D ប៉ុន្តែក្នុងករណីរបស់យើង 'ចរាចរ' រវាងអេឡិចត្រុងគឺមានប្រយោជន៍! នៅពេលដែលអន្តរកម្មអេឡិចត្រុង-អេឡិចត្រុងទាំងនេះកាន់តែរឹងមាំ យើងអាចផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់សម្ភារៈបានទាំងស្រុង។ ឧទាហរណ៍ នៅពេលដែលកម្រាស់នៃវត្ថុធាតុ fermion ធ្ងន់ 3D ត្រូវបានកាត់បន្ថយ (ឧទាហរណ៍នៅពេលដែលពួកវាក្លាយជា 2D កាន់តែច្រើន) ពួកគេអាចផ្លាស់ប្តូរពីការក្លាយជាមេដែកទៅជា superconducting ។
សមា្ភារៈពីរវិមាត្រក៏អាចកែតម្រូវបានយ៉ាងងាយស្រួលផងដែរ៖ ការដាក់ជង់ពួកវាជាមួយមុំបន្តិចរវាងស្រទាប់ ការដាក់កម្លាំងដូចជាវាលអគ្គិសនី និងដែនម៉ាញេទិក និងការរឹតបន្តឹងសម្ភារៈដោយការបង្វិល ឬដាក់សម្ពាធទៅលើពួកវាអាចផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វា។ យកឧទាហរណ៍មួយមក៖ ដោយគ្រាន់តែជង់ពីរសន្លឹកនៃសម្ភារៈមួយហៅថា tungsten diselenide ពីលើគ្នា បត់វា ហើយបន្ថែម ឬដកបន្ទុកអគ្គីសនី សម្ភារៈនោះ។ អាចប្តូរពីលោហៈធាតុអគ្គិសនីទៅជាអ៊ីសូឡង់ទប់ស្កាត់អគ្គិសនី ហើយត្រឡប់មកវិញម្តងទៀត។
អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រក៏រំភើបចំពោះការប្រើប្រាស់សក្តានុពលរបស់សម្ភារៈ 2D នៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យា ដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រតែងតែហៅថាជា "កម្មវិធី"។
វត្ថុធាតុពីរវិមាត្រទំនងជានឹងដើរតួយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងអេឡិចត្រូនិចជំនាន់ក្រោយ រួមទាំងកុំព្យូទ័រ quantum ដែលមិនទាន់មានការអភិវឌ្ឍន៍នៅឡើយ។ ហេតុអ្វី? មួយផ្នែកធំ ដោយសារតែសម្ភារៈ 2D មានទំហំតូចបំផុតជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិតែមួយគត់ដែលអាចគ្រប់គ្រងបាន (ដូចជា superconductivity) ហើយបច្ចេកវិទ្យាតែងតែស្វែងរកអ្វីមួយដែលអាចសម្រេចបានលទ្ធផលលឿនជាង មានប្រសិទ្ធភាពជាងមុន និងប្រើប្រាស់ទំហំតិច។
ប្រភព: សាកលវិទ្យាល័យ Columbia
