Titreşimli 2D Malzemeler
Uluslararası bir araştırma ekibi, 2D malzemelerin ışık ile elektronik olarak uyarıldığında ne kadar güçlü titreştiğini ilk kez belirledi. Bilgisayarlar, cep telefonları ve diğer birçok cihazda bulunan elektronik bileşenler, mikro yapılı silikon taşıyıcılara dayanmaktadır. Ancak bu teknoloji fiziksel sınırlarına ve mümkün olan en küçük yapı boyutlarına ulaşmıştır.
İki boyutlu (2D) malzemeler bu nedenle yoğun bir şekilde araştırılmaktadır. Bu malzemeleri yalnızca bir atom katmanından oluşan son derece ince filmler olarak hayal edebilirsiniz. En iyi bilinen, atomik olarak ince bir grafit tabakası olan grafendir. Bu keşif ile Andre Geim ve Konstantin Novoselov, 2010 yılında Nobel Fizik Ödülü’nü almıştır.
Grafen tamamen karbondan oluşurken, özel optik ve elektronik özelliklerle karakterize edilen çok sayıda başka 2D bileşik vardır. Bu bileşiklerin sayısız potansiyel uygulaması vardır; örneğin güneş pillerinde, mikro ve optoelektronikte, kompozit malzemelerde, katalizde, çeşitli sensörlerde ve ışık detektörlerinde, biyomedikal görüntülemede veya organizma içindeki ilaçların taşınmasında kullanımı için şuanda araştırılmaktadır.
Işık Enerjisi 2D Malzemeleri Titreştirebilir
Bu 2D bileşiklerin işlevi için, özel niteliklerinden yararlanılır. Almanya, Bavyera’daki Julius-Maximilians Üniversitesi (JMU) Würzburg’da Fiziksel Kimya I Başkanı Profesör Tobias Brixner, “Işıkla uyarılmaya nasıl tepki verdiklerini bilmek önemlidir.” diyor.
Prensip olarak 2D malzemeler, yeterli ışık enerjisi çarptığında tıpkı sıradan silikon güneş pilleri gibi elektronik olarak uyarılır. Aynı zamanda, enerji atomik olarak ince tabakanın titremesine neden olabilir. Bu durum da optoelektronik özellikleri etkiler.
Kristaldeki Bir Elektron ve Polar Olmayan Bir Optik Fonon Arasındaki Etkileşim Bağlantısının Gücünü Belirlemek Zordur
Şimdiye kadar, ışığın bu tür salınımları oda sıcaklığında bulunan 2D malzemede ne kadar güçlü uyardığı bilinmiyordu. Şimdi ise uluslararası bir işbirliği içinde, Tobias Brixner liderliğindeki bir ekip, oda sıcaklığındaki 2D malzemede – yani bir “geçiş metali dikalkojenidinde” ışık emilimi üzerine salınım uyarımının gücünü ilk kez belirlemeyi başardı.
JMU fizikçisi ve fiziksel kimyager, “Teknik jargonda kristaldeki bir elektron ve polar olmayan bir optik fonon birleştirme kuvveti olarak bilinen bu miktarın belirlenmesi zordur çünkü oda sıcaklığında absorpsiyon spektrumu çok fazla ‘bulaşır’ ve hiçbir bireysel spektral çizgi ayrılamaz,” diyor.
Doktora Sonrası Araştırmacı Uyumlu 2D Mikroskopi Geliştirdi
Doktora sonrası araştırmacı Dr. Donghai Li, Würzburg’da ” uyumlu 2D mikroskopi” yöntemini geliştirdi. Ultra kısa lazer darbelerini, femtosaniye zaman çözünürlüğü ve çok boyutlu frekans çözünürlüğü ile birleştirdi. Bu işlem salınımların etkisini ve bir mikroskobun uzamsal çözünürlüğünü ölçmesine izin verdi.
Brixner şöyle açıklıyor: “Şaşırtıcı bir şekilde, incelenen malzemedeki Kristaldeki bir elektron ve polar olmayan bir optik fonon arasındaki birleştirme kuvvetinin geleneksel yarı iletkenlere göre çok daha büyük olduğu ortaya çıktı. Bu bulgu, belirli uygulamalar için 2D malzemelerin daha da geliştirilebilmesine yardımcı olacaktır.”
Kaynak : chemeurope.com
