Ny nanoskalaparameter løser dilemmaer om siliciumegenskaber

Den nye opdagelse fra Aalto University kan have stor indflydelse på fremtidens enhedsdesign i nanoskala, såsom ultraviolette fotodetektorer og medicinafgivelse.

I bulk størrelse, mange materialer som silicium er så skøre som glas. I nanopartikelstørrelse, det samme materiale kan komprimeres til halvdelen af ​​deres størrelse uden at bryde dem. Den nye opdagelse er gjort af en international forskergruppe ledet af professor Roman Nowak.

Atom for atom, forskerne fulgte de omarrangeringer, der var resultatet af at klemme små kugler af silicium. De fandt ud af, at materialets respons varierede afhængigt af graden af ​​deconfinement, der står i kontrast til den velkendte "størrelseseffekt". Formindskelse af størrelsen af ​​materialevolumener driver uventede deformationsmekanismer under mekanisk inducerede formændringer.

I sin bulkform, silicium er kendt for at udvise plasticitet karakteriseret ved fasetransformationer. Imidlertid, forskningen fandt, at progression fra en tilstand af relativ begrænsning af bulk til en mindre begrænset tilstand af nanopartikler fører til et skift i siliciums mekaniske respons.

Ikke blot en særegenhed, undersøgelsen giver et grundlag for at forstå begyndelsen af ​​begyndende plasticitet i nanovolumener og dermed et gentageligt vehikel til at generere krystalufuldkommenheder, der dramatisk påvirker funktionelle egenskaber og biokompatibilitet. Den kortfattede forklaring af dette emne påvirker fremtidige nano-enheder såsom ultraviolette fotodetektorer, lasere på en chip, medicin levering, og biologiske markører.

Indførelsen af ​​"nanoskala indeslutning"-parameteren er hidtil aldrig blevet eksplicit taget i betragtning for størrelsesafhængige fænomener. Fundet løser dilemmaer, der er bemærket af de tidligere undersøgelser, og tilbyder veje til en bred vifte af enhedsdesign i nananoskala. Resultaterne løser en kontrovers bemærket i tidligere undersøgelser, og indsigten vil gavne behandlingen af ​​fremtidige nanostrukturer i stor skala.