Nanoquakes undersøger nyt 2-D materiale

I et skridt mod en post-grafen æra af nye materialer til elektroniske applikationer, et internationalt forskerteam, herunder forskere ved University of California, Riverside, har fundet en ny og spændende måde at belyse egenskaberne ved nye todimensionale halvledere. Disse materialer har unikke egenskaber, der lover bedre integration af optisk kommunikation med traditionelle siliciumbaserede enheder.

Forskerne fremstillede en tynd-enkeltlags tynd film af molybdendisulfid (MoS ₂ ) på et substrat af lithiumniobat (LiNbO ₃ ). LiNbO ₃ bruges i mange elektroniske enheder, der beskæftiger sig med højfrekvente signaler, såsom mobiltelefoner eller radarinstallationer. Anvendelse af elektriske impulser til LiNbO ₃ , forskerne skabte meget højfrekvente lydbølger - "overfladeakustiske bølger" - der løber langs overfladen af ​​LiNbO ₃ , ligner jordskælv på land. Mobiltelefoner, for eksempel, bruge resonanser af disse overfladebølger til at filtrere elektriske signaler på en måde, der ligner et vinglas, der giver genlyd, når en stemme rammer den ved den helt rigtige tonehøjde.

Specifikt, forskergruppen brugte overfladebølgerne af LiNbO ₃ at lytte til, hvordan belysningen af ​​LiNbO ₃ ved laserlys ændrer MoS's elektriske egenskaber ₂ .

"Tonen, hvormed et vinglas giver genlyd, ændres, når du fylder det op. Hvis du pinger det med en ske, du kan høre den tone. Med øvelse kan du gætte ud fra tonen, hvor fuldt vinglasset er uden at se på glasset, "forklarede Ludwig Bartels, en professor i kemi, der ledede teamet ved UC Riverside. "På lignende måde, vi kan 'høre' LiNbO ₃ lydbølger og udlede, hvor meget strøm laserlyset tillod at flyde i MoS ₂ . Vi fremstillede også transistorstrukturer på MoS ₂ film og beviste, at vores analyse faktisk er korrekt. "

Undersøgelsesresultater blev vist online i sidste uge i Naturkommunikation .

"Substraternes veletablerede natur og processerne til at skabe overfladeakustiske bølger gør den nye teknik let og klar til at blive anvendt, "Sagde Bartels." Især endda fjernbetjening, trådløse sanseapplikationer ser ud til at være inden for rækkevidde. "

Forskningsprojektet er et resultat af samarbejde mellem studerende og forskere ved UC Riverside og University of Augsburg, Tyskland.

Til dette projekt, Bartels laboratorium havde stor gavn af den supplerende ekspertise mellem de to universiteter, giver forskerne mulighed for at udforske nye perspektiver. Materialefremstilling foregik på UCR i Bartels laboratorium, efterfulgt af enhedsintegration i Bayern.

"Det var virkelig spændende at se, hvordan vores elever opnåede disse fascinerende resultater ved at kombinere 2D -materialer fra Californien og vores ekspertise inden for overfladeakustiske bølger, "sagde Hubert Krenner, medlem af Cluster of Excellence Nanosystems Initiative Munich (NIM), Tyskland, der ledede projektet på University of Augsburg sammen med Achim Wixforth. UCR -kandidatstuderende Edwin Preciado og University of Augsburg nyuddannede Florian JR Schülein stod i spidsen for forskningsprojektet i forskningslaboratorierne i Bartels og Krenner, henholdsvis.

"Internationalt samarbejde og min mulighed for at udføre forskningsarbejde i Tyskland var afgørende for dette projekts succes, "Preciado sagde." Jeg lærte meget ved at blive et par måneder i Augsburg. Det gav mig erfaring og færdigheder, som jeg ellers ikke ville have været i stand til let at tilegne mig. "

Ligeledes, Sebastian Hammer, en kandidatstuderende ved University of Augsburg, arbejdede i Bartels laboratorium i sommer med at fremstille et nyt parti enheder i forlængelse af det nuværende projekt.