Ang mga siyentipiko ay bumubuo ng isang dalawang-layer na istraktura batay sa mga materyales na 2D upang mabawasan ang pagkonsumo ng kuryente sa pagkalkula

Ang mga materyales sa 2D ay maaaring makatulong sa pagpasok sa panahon ng mababang-lakas na semiconductor chips at circuit.

2D Pananaw: Pagtula ng mga materyales upang mapagtanto ang isang hinaharap na mababa ang lakas

Ang mga siyentista ay nakabuo ng isang dalawang-dimensional na istrakturang multilayer batay sa isang materyal na may kasamang isang layer ng tungsten disulfide (WS2) na matatagpuan sa pagitan ng mga layer ng hexagonal boron nitride (hBN), na sumasalamin ng mga pakikipag-ugnayan sa malayo sa pagitan ng sunud-sunod na mga layer ng WS2 na may kakayahang bawasan pagiging kumplikado ng disenyo ng circuit.

Ang mga materyales sa 2D ay naging tanyag sa mga materyal na siyentipiko dahil sa kanilang kapaki-pakinabang na mga elektronikong katangian na nagpapahintulot sa kanila na magamit sa photovoltaics, semiconductors at paglilinis ng tubig. Sa partikular, ang katahimikan sa pisikal at kemikal na katatagan ng mga materyales na 2D ay nagpapahintulot sa kanila na “tiklupin” at “isama” sa bawat isa. Sa teorya, ang katatagan ng mga materyales na 2D ay nagbibigay-daan sa paggawa ng mga istrukturang 2D na materyal, tulad ng ipinares na “mga balon ng kabuuan” (CQW), isang sistema ng pakikipag-ugnay ng mga potensyal na “balon” o mga rehiyon na naglalaman ng napakakaunting enerhiya, na nagpapahintulot sa ilang tiyak na enerhiya lamang na makuha para sa mga maliit na butil na nakapasok sa kanila.

Ang CQW ay maaaring magamit upang makabuo ng mga resonant tunneling diode, mga elektronikong aparato na nagpapakita ng isang negatibong rate ng pagbabago ng boltahe sa kasalukuyan at mahalagang bahagi ng mga integrated circuit. Ang mga nasabing chips at circuit ay isang mahalagang bahagi ng mga teknolohiya na gumagaya sa mga neuron at synapses na responsable para sa pagtatago ng memorya sa biological utak.

Meng Jae Lee

Myoung-Jae Lee, DGIST. Kredito: DGIST

Pinatutunayan na ang mga materyales sa 2D ay maaaring magamit upang lumikha ng CQW, isang pangkat ng pagsasaliksik na pinangunahan ni Dr. Myoung-Jae Lee ng Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST) ay bumuo ng isang CQW system na naglalagay ng isang layer ng tungsten disulfide (WS2) sa pagitan ng dalawang hexagonal layer. boron nitride (hBN). “Ang HBN ay isang halos perpektong 2D insulator na may mataas na katatagan ng kemikal. Ginagawa itong isang mainam na pagpipilian para sa pagsasama sa WS2, na kilala na isang hugis-2D na semiconductor, “paliwanag ni Propesor Lee. Ang kanilang mga natuklasan ay nai-publish sa ACS Nano.

Sinukat ng koponan ang enerhiya ng mga sistemang nauugnay sa excitons na binubuo ng isang electron at isang hole ng elektron (kawalan ng electron) – at mga lagari (electron-bound exciton) para sa CQW at inihambing ang mga ito sa enerhiya para sa dalawang-layer na istraktura ng WS2 upang makita ang Pakikipag-ugnayan ng WS2-WS2. Sinukat din nila ang puwersang binibigyang diin ng isang CQW upang makilala ang pag-uugali nito.

Naobserbahan nila ang isang unti-unting pagbaba ng lakas ng exciton at trion na may pagtaas ng mga praksiyon at isang matalim na pagbaba ng puting WS2. Iniugnay nila ang mga obserbasyong ito sa isang malayong pakikipag-ugnay sa pagitan ng mga balon at isang malakas na pakikipag-ugnayan sa WS2-WS2 sa kawalan ng hBN, ayon sa pagkakabanggit. Ang kasalukuyang mga katangian ng boltahe ay nakumpirma na kumikilos ito tulad ng isang resonant tunnel diode.

Kaya ano ang mga implikasyon ng mga resulta para sa hinaharap ng electronics? Inilahad ni Propesor Lee: “Maaari kaming gumamit ng mga resonant na diode ng tunneling upang lumikha ng mga multi-nagkakahalaga ng mga aparato ng lohika na lubos na makakabawas sa pagiging kumplikado ng circuit at kapangyarihan sa computing. Ito naman ay maaaring humantong sa pagbuo ng mga electronics na may mababang kapangyarihan.”

Ang mga resulta na ito ay tiyak na magpapabago sa industriya ng electronics sa paggamit ng semiconductor at mga low-power chip, ngunit mas kawili-wili – saan tayo dadalhin ng mga chips na ito, dahil maaari silang magamit sa mga programang gumagaya sa mga neuron at synapses na may papel sa memorya sa utak ng biyolohikal. Kaya’t ang “pananaw na 2D” na ito ay maaaring ang susunod na malaking pakikitungo sa artipisyal na katalinuhan!

Sanggunian: “Pagsukat ng exciton at trion energies sa multistage quantum wells hBN / WS2 para sa resonant tunnel diodes” Maung-Jae Lee, David H. Seo, Sun Ming Kwon, Dohun Kim at Yangwok Kim, Nobyembre 3, 2020, ACS Nano.
DOI: 10.1021 / acsnano.0c08133

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang lumalaking problema ng “malalim na heograpiya”

Ang maaaring mukhang isang imahe ng Tacoma ay talagang isang simulate na nilikha sa pamamagitan ng paglilipat ng mga biswal na imahe ng Beijing...

Bagong Milky Way Exterior Destroyers Bagong Sky Map ay Inilabas – Madilim na Mahalagang Mga Konsepto ay Maaaring Magbigay ng Bagong Eksperimento

Ang mga astronomo ay naglabas ng isang bagong celestial map ng Milky Way galaxy na pinakamalapit sa aming kalawakan. Kredito: NASA / JPL-Caltech...

Susunod na Generation Stable Pop-Up na Istraktura na inspirasyon ni Origami

Ni Harvard John A. Paulson School of Engineering at Applied Science Abril 22, 2021 Ang hindi masusunog na kanlungan na ito ay hindi natatakpan ng makapal...

Pinalitan ng DNA ang Y Chromosome na Nag-aambag ng Maikling Buhay na Buhay sa Mga Lipad ng Lalaki

Pagpapayaman ng Heterochromatin sa lahat ng mga chromosome. Immunofluorescence stain ng H3K9me3 sa male mitotic chromosome. Bar scale ay 50μm. Kredito:...

Pinapayagan ng mga polimer na kumakain ng polimer ang “biodegradable” na mga plastik na tunay na masusunog

Ang ginagamot na plastik (kaliwa) ay naghiwalay pagkatapos ng tatlong araw lamang sa karaniwang pag-aabono (kanan) at ganap na makalipas ang dalawang linggo. ...

Newsletter

Subscribe to stay updated.