‘Atomik dans’, 2D materyallere ilişkin içgörü sağlar

Northwestern Üniversitesi malzeme bilimi araştırmacılarından oluşan bir ekip, atomların dinamik hareketini atomik olarak ince 2B malzemelerde görüntülemek için yeni bir yöntem geliştirdi.

finanse edilen Ulusal Bilim Vakfı tarafından hazırlanan görüntüleme tekniği, orijinal olarak greslerde ve sürtünme malzemelerinde kuru yağlayıcı olarak kullanılan bir 2D malzeme olan MoS2’nin performans başarısızlığının altında yatan nedeni ortaya koyuyor. MoS2 son zamanlarda araştırmacıların giyilebilir ve esnek elektronik cihazlar için daha kararlı ve güvenilir malzemeler geliştirmesine yardımcı olabilecek elektronik ve optik özellikleriyle ilgi gördü.

Northwestern’in McCormick Mühendislik Okulu’ndan Vinayak Dravid, “Maalesef elektronik cihazlar artık bir tür ‘kara kutu’ gibi çalışıyor” dedi. “Cihaz ölçümleri ölçülebilmesine rağmen, bu özelliklerden sorumlu olan malzemeler içindeki tek atomların hareketi bilinmiyor, bu da performansı iyileştirme çabalarını büyük ölçüde sınırlıyor.”

NSF’nin Malzeme Araştırma Bölümü’nde program direktörü olan Lynnette Madsen, “Gelişmekte olan bu araştırma alanının yeni teknoloji endüstrileri yaratması muhtemeldir” dedi. “Tek bir 2D karbon atomu tabakası olan grafenin keşfinden bu yana, dünya çapında diğer 2D katmanlı yapılar takip ediliyor.”

Çalışma, MoS2’deki atomların hareketini gözlemlemek için elektron mikroskobu adı verilen yüksek çözünürlüklü, atomik ölçekli bir görüntüleme yöntemi kullandı. Araştırmacılar malzemeye bir elektrik akımı uyguladıklarında, oldukça hareketli kükürt atomlarının sürekli olarak kristal malzemedeki boş alanlara hareket ettiğini gözlemlediler, bu fenomeni “atomik dans” olarak adlandırdılar.

Bu hareket, malzemenin iki kristalitinin buluştuğu alanda elektrik akımının geçmesi için dar kanallar oluşturarak, etkinliği azaltan bir ayrım yarattı.

dergi ACS Nano yayınladı ders çalışma; bir makale Northwestern’in web sitesinde ek ayrıntılar sunulmaktadır.