Sähköstaattinen varaus voisi olla tehokas keino ohjata atomisen ohuita elektronisia muistirakenteita tai energiatehokasta kytkintä. Berkeley Labin tutkijat ovat löytäneet keinon muuttaa vastavuoroisesti 2D-materiaalin atomirakennetta injektoimalla sitä elektroneilla. Prosessi käyttää paljon vähemmän energiaa kuin nykyiset menetelmät materiaalirakenteen konfiguraation muuttamiseksi.
- Osoitimme ensimmäistä kertaa, että on mahdollista injektoida elektroneja toteuttaakseen rakenteellisia faasimuutoksia materiaaleissa. Saavutettu rakenteellinen faasimuutos 2D:llä ei ole merkittävä pelkästään fysiikassa vaan se avaa myös uuden oven elektronisille muisteille ja pienitehoiselle kytkennälle seuraavan sukupolven ultra-ohuille rakenteille, kertoi tutkimuksesta vastannut Berkeleyn professori Xiang Zhang.
Aiemmin TMD-materiaalien ohutkerrosrakenteita on muutettu kemiallisesti tai termisesti. Elektronistakin muutosta on teoretisoitu mutta nyt sellainen pystyttiin osoittamaan kokeellisesti.
Tutkijat käyttivät työssään molybdeeniditelluuria (MoTe2), joka elektrodeineen pinnoitettiin ionisella nesteellä (DEME-TFSI), jolla on erittäin suuri kapasitanssi eli kyky varastoida sähkövarauksia. Ionisen neste mahdollisti tutkijoiden injektoida puolijohdetta elektronitiheydellä, joka on 1-2 kertaluokkaa korkeampi kuin mitä voitaisiin saavuttaa 3D-irtoaineissa.
Elektronien injektointi muutti molybdeeniditelluurin atomien järjestelystä kuusikulmaisesta monokliiniseen muotoon. Kun elektronit vedettiin takaisin, kiderakenne palautui alkuperäiseen muotoon osoittaen, että faasimuutos on palautuva. Näillä kahdella atomijärjestelyllä on hyvin erilaiset symmetriat
Tutkijoiden mukaan tällaisella ohutrakenteella voi olla kaksoisfunktio, joka palvelee samanaikaisesti optisia tai sähköisiä transistoreita ja siten laajentaa elektroniikan toimintoja.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 17.10.2017
