一种微调奇异材料电磁特性的新方法

时间:2020-04-23 17:53 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

一种微调奇异材料电磁特性的新方法

将一种易碎的氧化物转变成一种可弯曲的薄膜,并在一个微小的装置上拉伸它,使其从导电状态转变为绝缘状态,从而改变了它的磁性能。该技术可用于研究和设计广泛的材料,如传感器和探测器。

改变材料性质的一种方法是把它拉伸一点点,这样它的原子就会离得更远,但它们之间的键就不会断裂。这种额外的距离会影响电子的行为,例如,电子的行为决定了材料是绝缘体还是导体。

但是对于一类重要的复杂氧化物材料,拉伸并不是很有效;它们像陶瓷咖啡杯一样易碎,很容易碎。

斯坦福大学国家加速器实验室和能源部的科学家们已经找到了一种解决这个问题的方法,这种复杂的氧化物被称为LCMO。他们用这种通常易碎的材料制成了一种超薄、柔韧的薄膜,用微操作器在一个很小的装置上拉伸薄膜,并将其粘在适当的位置以保持拉伸。

通过用温和的热量融化胶水,他们可以一次又一次地释放和拉伸相同的透明膜,看着它从绝缘体转变成导体,然后再变回来。拉伸也改变了它的磁性。

我们真的可以大幅度地拉伸和拉伸这些东西,最多可以拉伸8%。斯坦福大学和斯坦福大学的教授、斯坦福材料与能源科学研究所(SIMES)的研究员Harold Hwang说。这开启了一个全新的可能性世界,其影响将超出本研究的范围。

研究小组于2020年4月3日在《科学》杂志上发表了他们的发现。

一种微调奇异材料电磁特性的新方法

新方法漂浮自由和伸展

LCMO,或者叫镧钙锰氧化物,是一种被称为量子材料的物质,因为它的电子以非常规的、通常是令人惊讶的方式运动。科学家们希望能够控制和微调这一行为,为新一代电子产品在电力传输、运输、计算、传感器和探测器等领域提供应用。

量子材料的薄膜通常生长在另一种材料的表面。四年前,Hwang’的小组报道了一种简单的方法来分离这些脆弱的层,这样就可以用新的方法来研究它们。

参与这项研究的研究人员之一,Seung Sae Hong,也领导了这项研究。他使用新的方法来制造和释放比以前更薄的小块LCMO。不到20纳米厚。它们几乎是透明的,而且出奇地灵活。

直接拉伸这么小的、易碎的废料是很困难的,但是洪把它放在一层薄薄的聚合物薄膜上解决了这个问题。有点像杂货店里的塑料袋;是它自己的意志。

然后,他把聚合物薄膜夹在薄膜的每一面上,并使用一个微操作器来拉伸它。有时朝一个方向,有时同时朝两个方向。一旦LCMO被拉伸,它的聚合物基材就可以粘在另一个表面上,然后用x射线带到另一个仪器上检查。

一种微调奇异材料电磁特性的新方法

翻转电子态

实验是相当乏味和困难的。洪说,他现在是加州大学戴维斯分校的助理教授。我们会看着胶片,把它加热来软化胶水,放松拉伸,用另一种方式处理它,把它冻结在原地,然后再看一遍。

作为一种科学工具,这确实令人兴奋。香港说。它为我们以前所未有的方式机械地操纵各种材料提供了机会。它还为我们如何为电子设备设计柔性材料提供了思路,包括测量微小变化的传感器和探测器。

这项研究的主要资金来自美国能源部的科学办公室和戈登和贝蒂·摩尔基金在量子系统中的涌现现象倡议。来自西北大学和德国杜伊斯堡-埃森大学的研究人员为这项研究提供了理论模型。使用国家科学基金会支持的国家极端科学与工程发现环境(XSEDE)进行计算;DOE’ Argonne国家实验室的碳簇;以及杜伊斯堡-埃森大学(University of Duisburg-Essen)的震级超级计算机。

参考:"拉0.7 Ca 0.3 MnO3膜的极端拉伸应变状态"由宋赛红,顾明强,马尼什韦尔马,瓦伦哈球,白王,在卢,阿奎特维里奥尼斯,亚松斯uki Hikita,罗西塔彭切娃,詹姆斯M.朗迪内利和哈罗德Y.黄,2020年4月5日,科学。

DOI: 10.1126/科学. aax9753

当前位置:主页 > 技术知识 >

声明:本文杏鑫娱乐整理不代表个人观点,转载请注明原文,点击还能查看更多的文章;本文网址: http://www.kozbods.com/jishu/1272.html

围观: 次 | 责任编辑:杏鑫

延伸阅读

SEO关键字



回到顶部