เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง นักวิจัยได้ค้นพบวิธีใหม่ในการเปลี่ยนโพลาไรซ์ของวัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริกแบบบางเฉียบ กลไกที่เรียกว่า “slidetronics” เพราะมันเกิดขึ้นเมื่อชั้นอะตอมที่อยู่ติดกันในวัสดุเลื่อนผ่านกันและกัน อาจเป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก ความสามารถในการสลับขั้วไฟฟ้าบนพื้นที่ขนาดเล็กเป็นกุญแจสำคัญสำหรับเทคโนโลยีสมัยใหม่ เช่น ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ที่จัดเก็บและเรียกข้อมูลปริมาณมาก
ขนาดของโดเมนที่สามารถโพลาไรซ์แยกกันได้
(ซึ่งก็คือบริเวณที่มีโพลาไรซ์คงที่) ภายในอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิกอนที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการจัดเก็บข้อมูลได้ลดลงอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดยเริ่มจากความหนาประมาณ 100 นาโนเมตรไปเป็นระดับอะตอม
ความท้าทายหลักในการทำให้โครงสร้างเหล่านี้มีขนาดเล็กกว่านั้นคือการเอาชนะการโต้ตอบระยะยาวระหว่างโดเมนข้างเคียง ซึ่งมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการโพลาไรซ์ของแต่ละโดเมนในแนวเดียวกัน เอฟเฟกต์พื้นผิวมีความสำคัญมากขึ้นเช่นกันเมื่อขนาดของโดเมนมีขนาดเล็กลงเนื่องจากอัตราส่วนพื้นผิวต่อปริมาตรเพิ่มขึ้น
ทำลายความสมมาตรเพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ นักวิจัยได้เริ่มสำรวจทางเลือกแทนซิลิกอนในรูปแบบของวัสดุสองมิติ เช่น โบรอนไนไตรด์หกเหลี่ยม (h-BN) และไดคัลโคเจไนด์โลหะทรานซิชัน (TMDs) วัสดุเหล่านี้ ซึ่งสามารถสร้างความหนาได้เพียงอะตอมเดียว แต่ยังคงเป็นผลึกด้วยโครงตาข่ายและความสมมาตรที่กำหนดไว้อย่างดี ประกอบขึ้นจากชั้นที่ซ้อนกันซึ่งยึดเข้าด้วยกันโดยปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอของ van der Waals (vdW) อย่างไรก็ตาม โพลาไรเซชันใน h-BN และ TMD ที่โตตามธรรมชาตินั้นมีจำกัด เนื่องจากวัสดุเหล่านี้เป็นที่นิยมอย่างมากในการนำโครงสร้าง vdW ที่เรียกว่า “สมมาตรกลาง” มาใช้ ซึ่งดูเหมือนกันเมื่อพลิกคริสตัล
นักวิจัยนำโดยMoshe Ben Shalomจากมหาวิทยาลัย Tel Aviv
ของอิสราเอลได้ทำลายความสมมาตรที่ไม่พึงปรารถนานี้โดยการควบคุมมุมหรือความบิดเบี้ยวระหว่างชั้น h-BN ที่ซ้อนกันสองชั้น ในกระบวนการนี้ พวกเขาค้นพบโพลาไรซ์แบบถาวรและแบบสลับได้จำนวนมาก ซึ่งตั้งฉากกับพื้นผิวของวัสดุ ที่ส่วนต่อประสานระหว่างชั้นต่างๆ
“การจัดวางซ้อนที่ทำลายความสมมาตรและโพลาไรซ์ของโฮสต์เป็นหนึ่งในห้ารูปแบบที่เป็นไปได้ใน bilayer h-BN” Ben Shalom อธิบาย “เราแบ่งสิ่งเหล่านี้ออกเป็นสองกลุ่ม: การวางแนวบิด ‘ต้านขนาน’ และ ‘ขนาน’”
โดเมนรูปสามเหลี่ยมรูปแบบ Moiré ของโดเมนสามเหลี่ยม มารยาท: M. Ben Shalom
ในการกำหนดค่าแบบต้านขนาน (AA’) ที่เหมาะสมที่สุด อะตอมไนโตรเจนของชั้นหนึ่งและอะตอมโบรอนของชั้นที่อยู่ติดกันจะทับซ้อนกันอย่างเต็มที่ ในการวางแนวขนานที่ไม่เสถียร (AA) อะตอมของไนโตรเจนขนาดใหญ่จะถูกบังคับให้นั่งทับกัน ทำให้เกิดแรงผลักระหว่างชั้นต่างๆ ในการแก้ปัญหานี้ เลเยอร์ต่างๆ จะเลื่อนไปด้านข้าง เลื่อนผ่านกันและกันจนสามารถสร้างสแต็ก metastable ซึ่งมีอะตอมเพียงครึ่งเดียวเท่านั้นที่คาบเกี่ยวกัน (การกำหนดค่า AB)
“ลวดลาย ‘Moiré’ ที่สวยงาม”ในการทดลอง สมาชิกในทีมMaayan Vizner Sternใช้เทปกาวเหนียวเพื่อแยกชั้นอะตอมแต่ละชั้นออกจากผลึก h-BN จำนวนมากที่มีหลายชั้นและถ่ายโอนไปยังพื้นผิวเรียบ (Andre Geim และเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ในสหราชอาณาจักรใช้เทคนิคที่คล้ายคลึงกันเพื่อแยกชั้นของกราฟีนออกจากกราไฟท์จำนวนมากในปี 2547)
จากนั้นสเติร์นหยิบชั้นขึ้นมาโดยใช้สไลด์กล้องจุลทรรศน์
ที่เคลือบด้วยพอลิเมอร์ที่อ่อนนุ่มและโปร่งใส และวางชั้นผลึกหนึ่งชั้นไว้บน ด้านบนของอีกอันหนึ่งโดยที่โครงตาข่ายของทั้งสองวางขนานกันในสแต็ก AB
Ben Shalom กล่าวว่า ” โครงสร้างคู่ขนานที่ซ้อนกันแบบเทียมนี้ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงระหว่างชั้นเล็ก ๆ โดยมีเพียงครึ่งหนึ่งของอะตอมของไนโตรเจนหรือโบรอนที่ถูกบดบังและไม่สมมาตรเมื่อพลิกกลับ” Ben Shalom กล่าว กับ Physics World “ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อเราสแกนศักยภาพพื้นผิวในพื้นที่ด้วยปลายกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม เราสังเกตรูปแบบ ‘Moiré’ ที่สวยงามของโดเมนสามเหลี่ยมซึ่งโพลาไรซ์ (นอกระนาบ) พลิกกลับ”
บานเลื่อนผนังโดเมนสิ่งสำคัญที่สุดคือ นักวิจัยพบว่าการสแกนทิปที่มีอคติทางไฟฟ้าบนพื้นผิวทำให้ผนังโดเมนในวัสดุเลื่อนผ่านกันและกัน การเลื่อนนี้ช่วยให้สามารถเปลี่ยนการวางแนวโพลาไรซ์ภายในเครื่องได้ตามต้องการ
‘Twistronics’ ปรับแต่งคุณสมบัติของวัสดุ 2 มิติด้วยการคำนวณเชิงตัวเลขที่ครอบคลุมโดยสมาชิกในทีมWei Caoนักวิจัยจึงสามารถติดตามได้ว่าประจุบนไซต์ขัดแตะต่างๆ ในการจัดลำดับ h-BN ใหม่เนื่องจากความสมมาตรที่หัก นำโดยสมาชิกอีกคนหนึ่งของความร่วมมือEran Selaพวกเขาใช้ข้อมูลนี้เพื่อสร้างแบบจำลองที่ใช้งานง่ายซึ่งอธิบายปรากฏการณ์นี้ จากข้อมูลของ Ben Shalom ปรากฎว่ามีการแข่งขันกันระหว่างแรงดึงดูดของคูลอมบ์และแรง vdW ในคู่ของอะตอมที่ถูกบดบังอย่างเต็มที่กับคู่ที่แยกจากกัน กลไกนี้สามารถใช้เพื่อทำนายพฤติกรรมการโพลาไรซ์ที่คล้ายกันในผลึกไดอะตอมมิกหกเหลี่ยมอื่นๆ
Ben Shalom ตั้งข้อสังเกตว่าการมีอยู่ของโพลาไรซ์ที่เสถียรในระบบที่มีอะตอมบางสองอะตอมอาจเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับความพยายามในการลดขนาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ลบเลือน ในระดับอะตอม อิเล็กตรอนสามารถควอนตัมอุโมงค์ข้ามชั้นทั้งสองได้อย่างมีประสิทธิภาพ และกลไกการขุดอุโมงค์นี้สามารถใช้เพื่ออ่านและเขียนโพลาไรซ์ได้อย่างรวดเร็ว เมื่อมองในระยะยาว เขาแนะนำว่ากลไกการเลื่อนทางกลด้านข้างและกลไกการเปลี่ยนโพลาไรเซชันตั้งฉากที่สังเกตพบในการศึกษานี้ ซึ่งมีรายละเอียดอยู่ในวิทยาศาสตร์อาจมีการใช้งานที่เกินกว่าที่เราจะคาดการณ์ได้ในปัจจุบัน เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง
