재료의 속성 변경

업데이트: 6년 2023월 XNUMX일
재료의 속성 변경

경계 내에서 물질을 제한하는 행위인 구속은 물질의 특성과 이를 통한 분자의 움직임을 변경할 수 있습니다.

연구원 Frank Barrows는 "이 고유한 길이 척도에서 조사함으로써 양자 간섭을 나타내는 매우 흥미로운 보강 간섭 현상을 볼 수 있었고 동시에 전자와 이온이 상호 작용하는 방식에 대한 새로운 정보를 얻을 수 있었습니다."라고 말했습니다.

티타니아의 경우 전자가 독특한 패턴으로 서로 간섭하게 하여 산화물의 전도도, 즉 전기를 전도하는 정도를 높였습니다. 이 모든 것은 과학자들이 양자 효과와 전자와 분자의 움직임을 모두 볼 수 있는 중간 규모에서 일어났습니다.

전체적으로 이 연구는 과학자들에게 원자, 전자 및 기타 입자가 양자 수준에서 어떻게 행동하는지에 대한 더 많은 통찰력을 제공합니다. 그러한 정보는 정보를 처리할 수 있고 다른 전자 응용 분야에서 유용할 수 있는 새로운 재료를 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다.

Barrows는 "이 작업을 실제로 차별화한 것은 우리가 조사한 규모의 크기였습니다."라고 Barrows는 말합니다. 전자와 이온이 상호 작용하는 방식에 대한 새로운 정보를 얻을 수 있습니다."

“일반적으로 티타니아와 같은 산화물에 전류를 가하면 전자가 단순한 파형으로 물질을 통해 흐릅니다. 동시에 이온 또는 하전 입자도 이동합니다. 이러한 프로세스는 전도성 및 저항과 같은 재료의 전자 수송 특성을 발생시키며, 이는 차세대 전자 장치 설계에 활용됩니다.

"우리 연구에서 우리가 한 것은 필름의 기하학이나 모양을 제한하여 재료 속성을 변경하는 방법을 이해하려고 시도한 것입니다.”라고 연구원인 Charudatta Phatak이 말했습니다.

시작하기 위해 연구원들은 티타니아 필름을 만든 다음 그 위에 패턴을 설계했습니다. 패턴에는 단순한 구멍이있었습니다. 1020나노미터 떨어져 있습니다. 기하학적 패턴을 추가하면 암석을 수역에 던지면 파도를 통과하는 파도가 변경되는 것과 같은 방식으로 전자의 움직임이 변경됩니다. 티타니아의 경우 패턴이 전자파를 서로 간섭하여 산화물이 더 많은 전기를 전도하도록 했습니다.

"간섭 패턴은 기본적으로 티타니아와 같은 물질에서 정상적으로 이동하는 산소 또는 이온을 제자리에 유지합니다. 그리고 우리는 그 파도의 건설적인 간섭을 얻기 위해 그것들을 제자리에 유지하는 것이 중요하거나 필요하다는 것을 발견했습니다.”라고 Phatak이 말했습니다.

연구원들은 전자 홀로그래피와 전자 에너지 손실 분광법이라는 두 가지 기술을 사용하여 전도도 및 기타 특성을 조사했습니다. 이를 위해 그들은 Argonne의 Center for Nanoscale Materials(CNM)는 암사슴 Office of Science 사용자 시설, 샘플을 조작하고 일부 측정을 수행합니다.

"매우 어려운 패턴에서 이러한 구멍을 충분히 생성할 수 없었다면 이 독특한 간섭 패턴을 볼 수 없었을 것입니다.”라고 Barrows가 말했습니다."전문 지식과 리소스 CNM 그리고 Argonne의 재료 과학 부서는 우리가 이 새로운 행동을 관찰하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 판명되었습니다.”

미래에 연구자들이 전도도 증가의 원인을 더 잘 이해할 수 있다면 잠재적으로 전기적 또는 광학적 특성을 제어하고 양자 정보 처리에 이 정보를 활용할 수 있는 방법을 찾을 수 있습니다. 통찰력은 저항을 전환할 수 있는 재료에 대한 이해를 확장하는 데 사용할 수도 있습니다. 저항은 재료가 전류에서 전자의 흐름에 저항하는 정도를 측정합니다.

"저항 스위칭 재료는 정보 전달자가 될 수 있기 때문에 관심이 있습니다. 하나의 저항 상태는 0 그리고 다른 하나는 될 수 있습니다 1"라고 파탁이 말했다."우리가 한 일은 기하학적 구속을 사용하여 이러한 속성을 제어할 수 있는 방법에 대해 좀 더 통찰력을 제공할 수 있습니다.”

이라는 제목의 그들의 논문"티타니아 안티도트 박막의 중간 규모 구속 효과 및 양자 간섭 발생에 출판 ASC나노.