二维边界可以产生电
Rice实验室致力于在原子厚度的材料中产生厚度无关的压电性。2D边界可能是关键。
能源的见解
- 一项研究涉及压电性与二维材料相边界的关系。这些发现可以帮助科学家创造更小的纳米机电系统，为不同类型的传感器和执行器提供动力。
- 在任何给定的二维材料中存在多少层将决定是否存在压电性。目标是在多层厚度上保持压电性，但这可能具有挑战性。使用二维方法，工程师们决定制造一个一维的金属半导体结。
还有底部还有很多空间生成压电．莱斯大学的工程师和他们的同事正在为我们指明道路。
一项新的研究描述了压电现象的发现——机械能转化为电能的现象阶段的界限二维材料。
电荷再分配模型显示了电荷如何流过钼(蓝色)和碲(黄色)的二维压电材料的相界面。红色区域是缺电的，绿色区域是富电子的。来自显微镜尖端的电压使晶格扭曲，并在原子之间的边界产生偶极子。由Ajayan研究小组提供
这项工作由莱斯材料科学家领导阿加延Pulickel而且韩愈朱以及他们在莱斯大学的同事乔治布朗工程学院，南加州大学、休斯顿大学、赖特-帕特森空军基地研究实验室和宾夕法尼亚州立大学出现在榜单中先进材料．
这一发现可能有助于开发更小的nanoelectromechanical例如，可以用于驱动微型驱动器和可植入生物传感器的系统和设备，以及超灵敏的温度或压力传感器。
研究人员表明，当受到外加电压时，围绕半导体岛的金属畴的原子薄系统在材料晶格中产生了机械响应。
该论文的共同第一作者、莱斯大学研究科学家Anand Puthirath说，压电在二维材料中的存在通常取决于层数，但合成具有精确层数的材料一直是一个艰巨的挑战。
来自开尔文探针力显微镜的图像显示了MoTe2的金属和半导体相的电子势分布。由莱斯大学领导的一组研究人员在材料中发现了跨相边界的压电性。由Ajayan研究小组提供
Puthirath说:“我们的问题是如何从非压电材料中制造出具有多层压电性的结构——单层、双层、三层甚至体层。”合理的答案是在二维空间中制造一个一维的金属-半导体结异质结构，从而在结合处引入晶体学以及电荷不对称。”
“相之间的横向连接非常有趣，因为它在原子薄层中提供了原子级的锐利边界，这是我们团队在近十年前首创的，”Ajayan说。“这使得人们可以在2D中设计材料，以创建在电子应用中独一无二的设备架构。”
该结小于10纳米厚，形成时，引入碲气体，而钼金属形成薄膜上的二氧化硅在一个化学气相沉积炉。这个过程在金属相的海洋中产生了半导体的碲化钼相岛。
通过a的尖端对结施加电压压电响应力显微镜产生机械反应。这也能仔细测量在接合处产生的压电强度。
Puthirath说:“晶格结构和电导率之间的差异在相边界上产生了不对称性，这基本上与厚度无关。”这简化了二维晶体的制备，用于小型驱动器等应用。
“与大块单一化合物相比，异质结构界面为工程材料的性能提供了更大的自由度，”朱说。“虽然这种不对称性只存在于纳米尺度，但它可能会显著影响宏观电学或光学现象，这些现象通常由界面主导。”
-由CFE媒体和技术副主编摩根·格林编辑，mgreen@cfemedia.com．
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