Upami anjeun parantos maca carita ngeunaan panalungtikan kuantum akhir-akhir ieu, dina Columbia News atanapi di tempat sanés, anjeun panginten parantos nguping istilah éta. 2D atawa bahan dua diménsi.
Ilustrasi struktur atom graphene, wangun karbon 2D ultra-kuat.
Dina Januari, Columbia kimiawan diterbitkeun ulikan ngeunaan kahiji 2D fermion beurat, kelas bahan kalawan éléktron beurat pisan. Dina bulan Nopémber, sakola Téknik nyebarkeun carita ngeunaan "Laser-Nyetir Bahan 2D.” Jeung saméméhna taun ka tukang, peneliti kapanggih duanana superconductivity na ferroelectricity dina bahan 2D sarua. daftar nuluykeun.
Janten, naon bahan 2D sareng kunaon para ilmuwan kabetot?
Bahan dua diménsi ngan kumaha sorana: Bahan anu kandel ngan 1 atanapi 2 atom tapi langkung lega dina unggal arah anu sanés. Seringna bahan 2D anu dianggo ku élmuwan nyaéta sababaraha mikrométer pasagi anu ageung- teu katingali ku mata taranjang, tapi katingali ku jinis mikroskop anu anjeun tiasa dianggo dina kelas sains SMA. Bahan 2D anu dianggo ku para ilmuwan nyaéta campuran bahan alami, sapertos graphene, bentuk karbon ultra-kuat anu kapanggih di Columbia taun 2004, sareng bahan anu disintésis di laboratorium, sapertos CeSil, kristal munggaran dirakit di Columbia taun ka tukang, diwangun ku cerium, silikon, jeung iodin. Bahan-bahan ieu biasana dimimitian salaku tilu diménsi, sareng para ilmuwan mesek aranjeunna ka dua diménsi pikeun ngajalankeun ékspérimén sareng milari sipat fisik naon, sapertos. superconduktivitas or magnetisme, bisa muncul nalika bahan atom-datar. Élmuwan ngusahakeun ngamekarkeun cara-cara anyar pikeun nyieun bahan 2D ti mimiti, tanpa kudu mesek aranjeunna tina 3D, tapi kualitas ieu masih teu sampurna.
Seueur hal anu ngajantenkeun bahan 2D pikaresepeun tapi anu utami nyaéta aranjeunna ngurung cara partikel sapertos éléktron tiasa gerak dina jerona. Kimiawan Columbia Xavier Roy dipaké analogi lalulintas keur ngajelaskeun:
"Pikirkeun sapertos kieu: Upami urang ngagaduhan mobil ngalayang anu tiasa ngarambat dina rohangan tilu diménsi, urang bakal tiasa ngirangan kalolobaan lalu lintas di New York. Tapi saprak mobil urang ayeuna ngan bisa ngarambat dina dua diménsi, urang mungkas nepi ka macet badag di Times Square, "ceuk Roy dina wawancara panganyarna.
"Hal anu sami kajadian pikeun éléktron nalika urang ngalih tina 3D ka 2D, tapi dina kasus urang, 'lalulintas' antara éléktron mangpaat! Salaku interaksi éléktron-éléktron ieu jadi kuat, urang sagemblengna bisa ngarobah sipat hiji bahan. Salaku conto, nalika ketebalan bahan fermion beurat 3D diréduksi (nyaéta nalika janten langkung 2D), aranjeunna tiasa transisi tina magnét ka superkonduktor.
Bahan dua diménsi ogé bisa gampang tweaked: Stacking aranjeunna kalayan sudut slight antara lapisan, nerapkeun gaya kawas médan listrik jeung médan magnét, sarta straining bahan ku twisting atawa nerapkeun tekanan bisa ngarobah sipat maranéhanana. Candak ngan hiji conto: Ku ngan saukur numpuk dua lambar bahan disebut tungsten diselenide di luhur silih, twisting aranjeunna, sarta nambahkeun atawa miceun muatan listrik, bahan. bisa pindah tina logam konduktor listrik ka insulator blocking listrik sareng deui deui.
Élmuwan ogé gumbira ku poténsi panggunaan bahan 2D dina téknologi, anu sering dirujuk ku para ilmuwan salaku "aplikasi".
Bahan dua diménsi sigana bakal maénkeun peran penting dina generasi éléktronik salajengna, kaasup komputer kuantum masih-dina-kamekaran. Naha? Sabagéan ageung, sabab bahan 2D anu ultra-leutik sareng unik, sipat controllable (kawas superconductivity), sarta téhnologi salawasna dina moro pikeun hal anu bisa ngahontal hasil leuwih gancang, leuwih éfisién, sarta ngagunakeun kirang spasi.
sumber: Columbia Universitas
