Struktur Bergelombang Bahan Silicene 2D

Struktur Bergelombang Bahan Silicene 2D

Struktur Bergelombang Bahan Silicene 2D – Silicene terdiri dari satu lapisan atom silikon. Berbeda dengan graphene material ultra-datar, yang terbuat dari karbon, silicene menunjukkan penyimpangan permukaan yang mempengaruhi sifat elektroniknya. Sekarang, fisikawan dari Universitas Basel telah dapat dengan tepat menentukan struktur bergelombang ini. Ketika mereka melaporkan dalam jurnal PNAS, metode mereka juga cocok untuk menganalisis materi dua dimensi lainnya.

Sejak produksi eksperimental graphene, bahan dua dimensi telah menjadi jantung penelitian bahan. Mirip dengan karbon, satu lapisan atom sarang lebah dapat dibuat dari silikon. Bahan ini, dikenal sebagai silicene, memiliki kekasaran atom, berbeda dengan graphene, karena beberapa atom berada pada level yang lebih tinggi daripada yang lain.

Silicene Tidak Sepenuhnya Rata

Sekarang, tim peneliti, yang dipimpin oleh Profesor Ernst Meyer dari Departemen Fisika dan Institut Nanosains Swiss dari Universitas Basel, telah berhasil secara kuantitatif mewakili perbedaan ketinggian kecil ini dan mendeteksi berbagai susunan atom yang bergerak dalam kisaran kurang dari satu angstrom – yaitu, kurang dari 10 juta milimeter.

“Kami menggunakan mikroskop kekuatan atom suhu rendah dengan ujung karbon monoksida,” jelas Dr. Rémy Pawlak, yang memainkan peran utama dalam percobaan. Spektroskopi gaya memungkinkan penentuan kekuatan secara kuantitatif antara sampel dan ujung. Dengan demikian, ketinggian dalam kaitannya dengan permukaan dapat dideteksi dan atom individu dapat diidentifikasi secara kimia. Pengukuran menunjukkan persetujuan yang sangat baik dengan simulasi yang dilakukan oleh mitra di Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM).

Properti Elektronik yang Berbeda

Ketidakrataan ini, yang dikenal sebagai tekuk, memengaruhi sifat elektronik material. Tidak seperti graphene, yang dikenal sebagai konduktor yang sangat baik, pada permukaan perak silicene berperilaku lebih seperti semikonduktor. “Dalam silicene, struktur sarang lebah yang sempurna terganggu. Ini tidak selalu merugikan, karena dapat menyebabkan munculnya fenomena kuantum yang menarik, seperti efek hall spin kuantum, ”kata Meyer.

Metode yang dikembangkan oleh para peneliti di Basel menawarkan wawasan baru ke dunia bahan dua dimensi dan hubungan antara struktur dan sifat elektronik.

Referensi: “Penentuan kuantitatif tekuk atom silicene oleh mikroskop kekuatan atom” oleh Rémy Pawlak, Carl Drechsel, Philipp D’stolfo, Marcin Kisiel, Ernst Meyer dan Jorge Iribas Cerda, 23 Desember 2019, Prosiding National Academy of Sciences

Bahan Dari 2D Silicene

2665 Penemuan graphene dan dampaknya yang luar biasa pada penelitian ilmiah telah memprakarsai pencarian bahan honeycomb dua dimensi (2D) elemen lainnya dengan sifat similarexotic yang potensial, seperti yang diprediksi oleh investigasi teoretis. Properti ini memungkinkan aplikasi struktur berlapis ini dalam novel. perangkat elektronik, termasuk elec-tronics ultrafast, spintronics, sensor, dan konsep perangkat novel mengeksploitasi sifat topologi mereka. Dalam beberapa tahun terakhir penelitian ini telah mengarah pada penemuan anggota lain dari keluarga ini dari bahan 2D berdasarkan elemen kelompok IV lainnya. Pada tahun 2012 silicene pertama kali disintesis di bawah kondisi vakum sangat tinggi pada kristal tunggal perak (111) oleh Si molekul beamepitaxy (MBE) dan pada sekitar waktu yang sama pada film tipis zirconiumdiboride yang ditumbuhkan pada substrat Si (111) oleh pemisahan Si melalui film. Sintesis silicene selanjutnya memulai pencarian intensif untuk bahan elemen 2D lainnya yang disintesis di bawah vakum sangat tinggi dengan metode seperti MBE. Sintesis germanene (2D germanium) dilaporkan pada tahun 2014 dan sintesis stanene (timah 2D) pada tahun 2016. Kecuali untuk karakter 2D mereka, bahan-bahan ini secara substansial berbeda dari graphene prototipe. Pertama-tama, materi ini tidak ada di alam, juga tidak kristal induk berlapis 3D yang darinya lapisan tunggal dapat dikelupas. Dari sini diketahui bahwa bahan-bahan ini harus disintesis baik secara kimiawi maupun melalui pertumbuhan epitaxial pada substrat pendukung. Dengan demikian, harus dipertimbangkan bahwa substrat dapat mempengaruhi sifat struktural dan elektronik dari lapisan 2D. Kedua, dari bahan-bahan ini, hanya graphene yang sepenuhnya datar, yang dihasilkan dari hibridisasi sp2 murni dari atom-atom car-bon yang membentuknya. Sebaliknya, elemen-elemen grup IV lainnya secara energi lebih memilih hibridisasi dengan karakter sp3 tambahan ketika membentuk layer honeycomb 2D, yang meningkat dengan meningkatnya ukuran atom. Sebagai konsekuensi dari hibridisasi campuran ini, ikatan antara atom-atom kisi yang berdekatan tertekuk, disulting kembali dalam lapisan yang tidak sepenuhnya rata. Tekuk seperti itu pada lapisan diilustrasikan pada Gambar 1 untuk bahan elemental2D berbeda. Untuk kasus silicene, juga dapat dilihat bahwa bahan substrat lebih lanjut mempengaruhi tekuk dengan lapisan 2D, yang dihasilkan dari interaksi antara dua ekosistem. Silicene yang berdiri bebas memiliki tekuk sekitar 0,44 Å], sedangkan silitene epitaxial pada Ag (111) memiliki nilai 0,75 Å]. Tekuk dan pengaruh signifikan substrat yang telah dianggap sebagai kerugian karena mereka memengaruhi