ایجاد شکل جدید از سیلیکون که می‌تواند دستگاه‌های الکترونیکی را بهبود بخشد.
ایجاد شکل جدید از سیلیکون که می‌تواند دستگاه‌های الکترونیکی را بهبود بخشد.
تیمی به سرپرستی توماس شیل کارنگی و تیموتی استروبل راهی برای ساخت شکلی جدید و عجیب از سیلیکون با ساختار شش ضلعی ایجاد کرده‌اند که می‌تواند به طور بالقوه برای ایجاد دستگاه‌های الکترونیکی و تولید انرژی با ویژگی‌های پیشرفته استفاده شود.
سیلیکون عنصری است که نقش بسیار بزرگی در زندگی انسان دارد و دومین عنصر فراوان در پوسته زمین است. زمانی که با عناصر دیگر مخلوط شود، برای بسیاری از پروژه‌های ساختمانی و زیربنایی ضروری است.
مانند تمام عناصر، سیلیکون نیز می‌تواند اشکال متفاوتی بلوری به نام آلوتروپ داشته باشد، مانند کربن که می‌تواند در ورق‌های دو بعدی به عنوان گرافن، در دسته‌هایی از این ورق‌ها به عنوان گرافیت یا در شبکه‌های مکعبی به شکل الماس و غیره وجود داشته باشد.
رایج‌ترین شکل از سیلیکون که معمولاً در دستگاه‌های الکترونیکی از جمله رایانه و صفحات خورشیدی استفاده می شود، ساختاری مشابه الماس دارد. علیرغم فراگیر بودن این شکل از سیلیکون، برای برنامه‌های نسل بعدی، از جمله ترانزیستورها با عملکرد بالا و برخی از دستگاه‌های فتوولتائیک، کاملاً بهینه نشده است.
در سال ۲۰۱۴ گروهی از محققان موسسه علوم "کارنگی" آلوتروپ سیلیکون جدیدی به نام "Si۲۴" تولید کردند که از ورق‌های سیلیکون تشکیل شده بود که در حلقه‌های پنج، شش و هشت اتمی قرار گرفته بودند. شکاف‌های موجود در وسط این حلقه‌ها می‌توانست کانال‌های تک بعدی را برای حرکت سایر اتم‌ها ایجاد کند که به گفته محققان در برنامه‌های ذخیره انرژی یا فیلتر کاربرد دارد
مانند تمام عناصر، سیلیکون نیز می‌تواند اشکال متفاوتی بلوری به نام آلوتروپ داشته باشد، مانند کربن که می‌تواند در ورق‌های دو بعدی به عنوان گرافن، در دسته‌هایی از این ورق‌ها به عنوان گرافیت یا در شبکه‌های مکعبی به شکل الماس و غیره وجود داشته باشد.
رایج‌ترین شکل از سیلیکون که معمولاً در دستگاه‌های الکترونیکی از جمله رایانه و صفحات خورشیدی استفاده می شود، ساختاری مشابه الماس دارد. علیرغم فراگیر بودن این شکل از سیلیکون، برای برنامه‌های نسل بعدی، از جمله ترانزیستورها با عملکرد بالا و برخی از دستگاه‌های فتوولتائیک، کاملاً بهینه نشده است.
در سال ۲۰۱۴ گروهی از محققان موسسه علوم "کارنگی" آلوتروپ سیلیکون جدیدی به نام "Si۲۴" تولید کردند که از ورق‌های سیلیکون تشکیل شده بود که در حلقه‌های پنج، شش و هشت اتمی قرار گرفته بودند. شکاف‌های موجود در وسط این حلقه‌ها می‌توانست کانال‌های تک بعدی را برای حرکت سایر اتم‌ها ایجاد کند که به گفته محققان در برنامه‌های ذخیره انرژی یا فیلتر کاربرد دارد
اکنون محققان در این مطالعه جدید، روشی را برای تبدیل "Si۲۴" به آلوتروپ جدید دیگری یافته‌اند. گرم کردن بلورهای Si۲۴ باعث شد صفحات نازک به شکل شش ضلعی در چهار لایه تکراری تراز شوند و ساختار جدیدی را با نام "۴H-silicon" به خود بگیرند. محققان می‌گویند که این اولین بار است که کریستال‌های بزرگ و پایدار از این نوع ماده ایجاد می‌شود.
"توماس شیل" نویسنده این مطالعه می‌گوید: علاوه بر گسترش کنترل اساسی ما بر ساخت ساختارهای جدید، کشف کریستال‌های بزرگ سیلیکونی "۴H-silicon" دریچه‌ای را برای چشم انداز تحقیقاتی هیجان‌انگیز آینده به منظور تنظیم خواص نوری و الکترونیکی و جایگزینی عناصر اساسی باز می‌کند. ما به طور بالقوه می‌توانیم از این روش برای ایجاد بلورهای پایه برای رشد حجم زیادی از ساختار ۴H با خواصی که به طور بالقوه از سیلیکون الماسی بیشتر است، استفاده کنیم.
اکنون باید دید این ساختار جدید سیلیکون دقیقاً چه نوع کاربردهایی را پیش روی ما باز می‌کند. تیم تحقیق می‌گوید که این ساختار جدید می‌تواند به بهبود اجزایی مانند ترانزیستورها که پایه و اساس دستگاه‌های الکترونیکی هستند، یا سیستم‌های انرژی فتوولتائیک منجر شود.
این تحقیق در مجله Physical Review Letters منتشر شده است.
منبع:
nanowerk.com
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
لطفا با اشتراک گذاری نظرات خود، ما را در توسعه این بخش از سایت یاری کنید
