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扭一扭:用曲面引导改变螺旋结构成长

《科学》杂志当地时间10月23日发文称,来自美国威斯康辛大学麦迪逊分校的SongJin团队发现使用纳米颗粒能够操控单原子厚度资料的改变螺旋结构成长。这种接连改变的二维资料仓库体表现出了新特性,科学家们…

《科学》杂志当地时间10月23日发文称,来自美国威斯康辛大学麦迪逊分校的Song Jin团队发现使用纳米颗粒能够操控单原子厚度资料的改变螺旋结构成长。这种接连改变的二维资料仓库体表现出了新特性,科学家们能够使用这些特性,在纳米尺度上展开量子物理学研讨。

Jin说:“这是二维资料研讨的前沿。此前,科学家们现已意识到,只需在原子层间引进少许改变视点,就能创造出十分风趣的物理特性。这方面的研讨被称为‘改变电子学’。”

论文作者Yuzhou Zhao表明,制作改变二维结构的规范办法是机械地将薄片资料叠加在一起,然后小心肠将其改变,调整视点。但是,研讨人员发现,因为层间的相互作用真实过分弱小,他们很难有用操控改变视点。所以,“怎么让原子层在纳米尺度上以可控办法自行改变”成为了该团队的首要应战。

Jin等企图使用成长晶体中的螺旋位错制作螺旋结构。但是,为实现理想方针,他们改变了构成螺旋的基底——他们并未在平面上培养晶体,而是在螺旋的中心放置了一个纳米颗粒。在成长过程中,粒子破坏了平面,并为二维晶体的“成长”搭建了曲折基底。

研讨人员发现,二维晶体构成了接连的多层螺旋,一层接着一层天然改变,而层间的改变视点则由二维晶体平面和成长曲面之间的不匹配诱导构成。

Zhao将这种直接在纳米颗粒上培养螺旋结构的办法称作“固定螺旋”形式。他还开发了一种能猜测螺旋改变视点的简略数学模型,发现建模的螺旋形状与实践成长结构匹配杰出。“现在,咱们能够根据理性模型来构建这些二维仓库,不只每层之间的改变视点可控,其结构也是连接的。”Zhao点评道。

在获得开始效果后,UWM的资料科学与工程学教授Paul Voyles和研讨生Chenyu Zhang在电子显微镜下确认了螺旋结构中的原子牌子。他们发现在相邻的改变层中,原子会构成预期中的堆叠干与图画——莫尔图画。经测验,研讨人员以为这种“精心培养”的改变螺旋或能赋予资料特别的光学特性。

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