صفحه اصلی | ان آر تی سی | صفحه اصلی<

09392522438  
   EN | FA

مواد دوبعدی

شنبه, 11 آبان 1398 ساعت 23:30
خواندن 24 دفعه

 

مواد دو بعدی به چه موادی می گویند؟

 

مواد دوبعدی (2D) یکی از مهمترین دسته از مواد می باشند که در طول تاریخ مورد مطالعه ی گسترده قرار گرفته اند. این محبوبیت مواد دو بعدی به واسطه ی محدود شدن بارها و همچنین جریان گرما در یک صفحه ی دو بعدی است که منجر به پدیده های فیزیکی غیرمعمولی می گردد.

بسیاری از مواد در حالت دو بعدی خواص منحصر به فردی می یابند که در ساختار های سه بعدی این خواص را از خود نشان نمی دهند. به عنوان مثال اکسید های مس و ترکیبات خاص آهنی، در فاز دو بعدی خواص ابررسانایی در دمای بالا از خود بروز می دهند که به همبستگی شدید الکترون ها وابسته است که تنها در فاز دو بعدی رخ می دهد [1].

در سال 2004، کشف گرافن تک لایه توسط نووسلو[1] و جیم[2] نشان داد که این ماده تنها ماده ی دوبعدی ممکن نیست و دیگر ترکیبات دوبعدی نیز می توانند پایدار بوده و بصورت مستقل تولید شوند و این دسته از مواد می توانند به واسطه ی ساختار دو بعدی خود، خواص سحرآمیز و منحصر به فردی از خود بروز دهند [2].

در ساختار نواری گرافن تک لایه، شکل نمودار تابع پاشندگی انرژی در نقطه ی K منجر به رخ دادن پدیدهای جدیدی مانند اثر کوانتوم هال در دمای اتاق شده است. از همین روی گرافن تک لایه که ضخامتی به اندازه ی تنها یک اتم دارد، رسانندگی الکتریکی و هدایت گرمایی خارق العاده ای از خود بروز می دهد. و به همین دلیل این ماده برای کاربردهایی مانند ترانزیستورها، رساناهای شفاف و مواد واسط حرارتی پیشنهاد می شود [3].

 

در حال حاضر، تعداد بسیار زیادی از اتم های جدول تناوبی عناصر که ساختارهای بلوری و سه بعدی متعددی با خواص مکانیکی، الکتریکی و ترابردی خاص خود را دارند، قادر به پایدار ماندن در فاز دوبعدی نیز می باشند و در این فاز خواص کاملا متفاوتی را از خود بروز می دهند. دهه ها پیش از این فریند[3] و همکارانش ثابت کردند که موادکپه ای اما با ساختار لایه ای که لایه های آنها به واسطه ی برهمکنش وندوالسی در کنار یکدیگر قرار گرفته اند می توانند بصورت لایه هایی با ضخامت بسیار کم و یا حتی بصورت تک لایه با روش های مکانیکی و یا شیمیایی از کپه ی اصلی تراشیده شوند [4]. تلاش های محققیق تجربی تنها توانسته است بخش کوچکی از ویژگی های این ماده ی منحصر بفرد را شناسایی کند.

اخیرا با افزایش توجه محققین به این ماده ی ارزشمند به تدریج جایگاه فوق العاده ی مواد دوبعدی آشکار تر شده است. به علاوه، در 10 سال گشته روش های تولید متنوعی برای سنتز، شناسایی و تولید انبوه گرافن ابداع شده که قابل استفاده برای تولید سایر مواد دوبعدی نیز هست.

تعداد زیادی مواد نو و بدیع به تازگی با این روش ها سنتز شده اند که تا پیش از این تنها در قلمرو تئوری وجود داشته اند. این مواد شامل عناصر گروه IV و II-VI نیمه رساناهای مشابه گرافن/گرافان (هیبرید sp2/ به واسطه ی جذب H هیبرید sp3) و همچنین ساختارهایی به نام سیلیسن[4] و ژرمانن[5] می باشند. مشابه گرافن، این مواد نیز در حالت دو بعدی خواصی کاملا متفاوت از حالت کپه ای خود دارند.

 

 

 

References

[1] J.G. Bednorz, K.A. Müller, Possible high T c superconductivity in the Ba—La—Cu—O system, in: Ten Years of Superconductivity: 1980–1990, Springer, 1986, pp. 267-271.

[2] K.S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S.V. Dubonos, I.V. Grigorieva, A.A. Firsov, science, 306 (2004) 666-669.

[3] S. Stankovich, D.A. Dikin, G.H.B. Dommett, K.M. Kohlhaas, E.J. Zimney, E.A. Stach, R.D. Piner, S.T. Nguyen, R.S. Ruoff, nature, 442 (2006) 282-286.

[4] P. Joensen, R.F. Frindt, S.R. Morrison, Materials research bulletin, 21 (1986) 457-461.

 


[1]Novoselov

[2]Geim

[3]Frindt

[4]Silicen

[5]Germanane

نظرات


تصویر امنیتی تصویر امنیتی جدید

7 روز هفته، 24 ساعته پاسخگوی شما هستیم

social 16social 13social 09 social 05