เทคนิคอัลตราซาวนด์แบบใหม่ที่วัดความแข็งแรงของพันธะอะตอมภายในวัสดุสองมิติ (2D) รวมถึงแรงที่อ่อนกว่าระหว่างชั้นต่างๆ ได้แสดงให้เห็นว่าความเร็วของเสียงภายในวัสดุเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการเรียงซ้อนของชั้น เทคนิคนี้ซึ่งพัฒนาโดยนักวิจัยในสหราชอาณาจักร สามารถนำมาใช้สร้างสารประกอบ 2 มิติแบบ “ผู้ออกแบบ” ได้โดยการซ้อนชั้นในลักษณะต่างๆ ขณะที่ตรวจสอบแรงยึดเหนี่ยวและศึกษาว่าสิ่งเหล่านี้
เกี่ยวข้องกับ
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของวัสดุอย่างไร วัสดุ 2 มิติ เช่น กราฟีนและโลหะ ประกอบขึ้นจากชั้นซ้อนกันหรือแผ่นหนาเพียงหนึ่งอะตอม แม้ว่าแผ่นกระดาษจะยึดติดกันเพียงเล็กน้อย แต่ด้วยแรงแวนเดอร์วาลส์ (vdW) อะตอมภายในแผ่นแต่ละแผ่นจะสร้างพันธะโควาเลนต์/ไอออนิกที่แข็งแกร่งมาก
ความแข็งแรงในการยึดเกาะที่แตกต่างกันอย่างมากเหล่านี้ทำให้สามารถลอกหรือลอกชั้นเดียวที่สมบูรณ์แบบของวัสดุเหล่านี้ออกจากตัวอย่างจำนวนมากได้ นี่เป็นวิธีแยกกราฟีนออกจากกราไฟต์จำนวนมากในปี 2547 อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีเทคนิคที่สามารถวัดความแข็งแรงของพันธะอะตอมและแรง vdW
ด้วยวิธีที่ไม่ทำลายล้างได้ สิ่งนี้จำกัดความสามารถของนักวิทยาศาสตร์ในการสำรวจปรากฏการณ์ที่ผิดปกติต่างๆ (เช่น การควบแน่นของเส้นเลือดฝอย เอฟเฟกต์ Hall ที่ผิดปกติทางควอนตัม และแม้แต่ตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องในแผ่นชั้นเดียว) ซึ่งทำให้วัสดุ 2 มิติมีแนวโน้มที่ดีสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ยุคหน้า ยิ่งไปกว่านั้น ความพยายามในการวัดผลก่อนหน้านี้ยังสร้างผลลัพธ์ที่ขัดแย้งกันอีกด้วย เทคนิคคล้ายกับอัลตราซาวนด์ทางการแพทย์นักวิจัยได้พัฒนาเทคนิคที่ใช้เลเซอร์พัลส์เร็วเพื่อสร้างและตรวจจับสายพันธุ์เล็กๆ ชั่วคราวในตาข่ายผลึกของอินเดียมซีลีไนด์ (ใน2 Se 3 ) วิธีการที่ไม่เหมือนใครนี้
ได้รับการสนับสนุนจากการวิเคราะห์เชิงทฤษ ทำให้สามารถวัดทั้งพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งและแรง ที่อ่อนแอในช่วงต่างๆ ของ In 2 Se 3 โดยไม่ทำให้วัสดุเสียหายสมาชิกในทีมกล่าว นักฟิสิกส์แห่งนอตติงแฮม หยานอธิบายต่อไปว่าเทคนิคนี้ทำงานในลักษณะเดียวกับอัลตราซาวนด์ทางการแพทย์
แต่ที่ความถี่ต่ำ
กว่ามาก มันเกี่ยวข้องกับการส่งพัลส์เลเซอร์ “ปั๊ม” ยาวเพียง 120 เฟมโตวินาทีไปยังเกล็ดของ In 2 Se 3เพื่อสร้างโฟนันที่สอดคล้องกัน (คลื่นเสียงเชิงปริมาณ) ซึ่งจะเคลื่อนที่ผ่านวัสดุ โต้ตอบกับพันธะอะตอมของมัน คุณสมบัติของโฟนอนเหล่านี้เปิดเผยข้อมูลเกี่ยวกับความแข็งแรงของพันธะอะตอม
และพวกมันถูกวัดด้วยพัลส์เลเซอร์ “โพรบ” วินาทีที่มีความละเอียดของเวลาพิโควินาทีเทคนิคนี้ไม่รุกรานเพราะแสงเลเซอร์ทำให้คริสตัลผิดรูปเล็กน้อย แทนที่จะทำลายมัน ระบบนี้อาจถูกพิจารณาว่าเป็นลำดับของสปริง: โดยการรู้ความเร็วของเสียงจากการวัดและวิธีที่สปริงเหล่านี้ตอบสนองต่อการเปลี่ยนรูป
นักวิจัยสามารถแยกความแข็งแรงสัมพัทธ์ของแรงโควาเลนต์ระหว่างอะตอมกับแรง vdW ระหว่าง ชั้น “ถ้าเราใช้ทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่นที่เรียกว่าด้วยความช่วยเหลือของคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง เราจะสามารถประเมินแรงเหล่านี้เป็นตัวเลขสำหรับการกำหนดค่าการเรียงซ้อนที่แตกต่างกัน
และแนะนำวิธีปรับแต่งคุณสมบัติยืดหยุ่น ไฟฟ้า และแม้กระทั่งทางเคมีของโพลีมอร์ฟต่างๆ ของวัสดุ vdW” กรีนอเวย์อธิบายระยะต่างกัน คุณสมบัติต่างกันนักวิจัยเลือกศึกษา In 2 Se 3เนื่องจากมีการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีที่หลากหลาย รวมถึงเซลล์แสงอาทิตย์ โฟโตไดโอด ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์
มีความน่าสนใจอย่างยิ่งสำหรับนักออกแบบวัสดุ เฟส α เป็นเฟอโรอิเล็กตริกที่มีคุณสมบัติเฟอร์โรอิเล็กทริกที่แตกต่างกันสำหรับการจัดเรียงแบบหกเหลี่ยม (2H) และรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน (3R) ซึ่งชั้นแต่ละชั้น (ควินทูเปิล) เรียงซ้อนกันในการจัดเรียงแบบ AB และ ABC ตามลำดับ ในทางตรงกันข้าม
ซึ่งก่อตัวขึ้น
เมื่อ α-In 2 Se 3ถูกอบอ่อน ไม่ใช่เฟอร์โรอิเล็กทริก และทำหน้าที่เป็นตัวนำยิ่งยวดที่ความดันสูง นักวิจัยซึ่งรายงานผลงานของพวกเขาพบว่าคลื่นเสียงเดินทางด้วยความเร็วที่แตกต่างกันมากในช่วงต่างๆ เหล่านี้ หยานเปรียบเทียบสิ่งที่ทีมค้นพบกับความแตกต่างระหว่างแพนเค้กกับยอร์คเชียร์พุดดิ้ง
“อาหารทั้งสองอย่างทำจากส่วนผสมเดียวกัน ได้แก่ ไข่ แป้ง และนม แต่กระบวนการปรุงที่แตกต่างกันทำให้มีโครงสร้างและคุณสมบัติต่างกัน” เธออธิบาย “แม้ว่าจะเห็นได้ชัดในโลกกว้าง แต่การค้นพบความแตกต่างดังกล่าวในวัสดุโครงสร้างนาโนเนื่องจากความแตกต่างเล็กน้อยในแรง vdW
หรือลดอุณหภูมิ (T) น่าแปลกที่การโจมตีของคุณสมบัติเหล่านี้เกิดขึ้นภายในช่วง P–T ที่ค่อนข้างแคบ
ช่วง P-T ที่แคบนี้ได้รับการตั้งชื่อว่า “เส้น Frenkel” (รูปที่ 1 ข ) ตามนักฟิสิกส์ชาวโซเวียต (พ.ศ. 2437-2495) ซึ่งเป็นผู้บุกเบิกแนวทางทฤษฎีของแข็งเหมือนของเหลว แต่เรารู้อะไรเกี่ยวกับของเหลว
นอกเหนือจาก ที่จุดวิกฤต มีพื้นที่เพียงพอที่จะบีบอนุภาคเพิ่มเติมระหว่างสองอนุภาคที่อยู่ติดกัน แต่เมื่อข้ามเส้นการทดลองแสดงให้เห็นว่าของเหลวมีโครงสร้างที่ค่อนข้างแน่นและมีความหนาแน่นไม่น้อยไปกว่าของแข็งเป็นแก๊ส คุณสมบัติของวัสดุจะกระโดดไม่ต่อเนื่อง (แทนที่จะราบรื่น)
เช่น ความหนาแน่น ความจุความร้อน และเอนโทรปี นั้นน่าประหลาดใจและน่าตื่นเต้น”สนามแม่เหล็ก และองค์ประกอบหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน นอกจากนี้ยังมีอยู่ในหลายขั้นตอน ซึ่งแสดงแทนด้วย α, β, β′, γ และ δ ซึ่งแต่ละช่วงมีโครงสร้างผลึกต่างกัน ที่อุณหภูมิวิกฤตจึงตัดกันที่ความดันสูงกว่าความดัน
วิกฤตมาก (รูปที่ 2) และเช่นเดียวกับการขยายไปยังบริเวณที่วิกฤตยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูง เส้นควรดำเนินต่อไปต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤต และในความเป็นจริงสามารถผ่านใต้จุดวิกฤติได้ ที่ด้านความดันสูงของเส้น Frenkel ปรากฎว่าตัวอย่างมีความแข็งมากจนคลื่นเฉือนบางส่วน (แต่ไม่ใช่ทั้งหมด) สามารถทะลุผ่านได้ ซึ่งตอนนี้เรียกว่า “ของเหลวแข็ง” เมื่อคุณให้ความร้อนแก่ของไหล ต้องใช้แรงดันมากขึ้นเรื่อยๆ
Credit : ฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ / สล็อตแตกง่าย
