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只有几个原子那么厚:新功能材料得到了开发

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妙手带夫 楼主
发布于 2021-05-07 06:04
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Just a few atoms thick: New functio<em></em>nal materials developed

它们比人类的头发还要细5万倍,只有几个原子那么厚:二维材料是当今可能制造的最薄的物质。它们具有全新的特性,被认为是现代半导体技术的下一个重要步骤。在未来,它们可以代替硅用于计算机芯片、发光二极管和太阳能电池。到目前为止,新二维材料的发展一直局限于在两个空间方向上具有刚性化学键层的结构,就像一叠纸。现在,由约翰娜·海涅博士(菲利普斯·马尔堡大学无机化学)领导的由马尔堡大学、吉森大学和帕德伯恩大学组成的研究团队首次通过使用一种创新的概念,克服了这一限制。研究人员开发了一种有机-无机杂化晶体,它由单向链组成,但仍然形成二维层。这使得结合不同的材料组件成为可能,就像建筑中的部件一样,创造出具有创新性能的定制材料。

在这个项目中,研究团队结合了二维材料和杂化钙钛矿的优势,钙钛矿以其光电特性而闻名,可以与其他材料结合来改善这些特性。“它的特别之处在于,它为未来功能材料的定向设计提供了全新的选择,”马尔堡大学的化学家、初级研究小组负责人Johanna Heine博士在描述这个具有巨大应用潜力的热门研究领域时说。物理学家菲利普·克莱门特说:“这种物理效应——首次在这里发现——可以使未来照明和显示技术的颜色以一种简单而有针对性的方式调整成为可能。”他是吉森尤斯图斯·李比希大学(JLU) Sangam Chatterjee教授领导的研究小组的第一作者和博士生。

这项工作是通过跨学科合作进行的:马尔堡大学(University of Marburg)的约翰娜·海涅(Johanna Heine)博士的团队首先开发了化学合成方法,并将这种材料制成了单个块晶体。JLU的Philip Klement和Chatterjee教授的团队随后使用这些晶体制造单个原子薄层,并用光学激光光谱学对它们进行研究。他们发现了一种光谱宽带(“白色”)的发光,它的色温可以通过改变层的厚度来调节。与斯特凡·舒马赫教授和他的帕德伯恩大学理论物理学家团队密切合作,研究人员对这种效应进行了微观研究,并能够改善材料的性能。

通过这种方式,研究人员能够涵盖从材料的合成和理解其属性到建模属性的整个过程。他们的研究结果发表在专业杂志上 先进材料


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