Les scientifiques mélangent des couches d’atomes comme des cartes à jouer pour créer de nouveaux matériaux quantiques


des-couches---des-cartes-a.jpg" alt="Wissenschaftler mischen Atomschichten wie Spielkarten, um neue Quantenmaterialien herzustellen" title="Kredit: Avancées à l’échelle nanométrique« largeur = » 367 « hauteur = » 530 « />

Reconnaissance: Avancées à l’échelle nanométrique

Les scientifiques des matériaux peuvent désormais mélanger des composés en couches, un peu comme combiner deux jeux de cartes différents. La technique, récemment découverte par une équipe de chercheurs du laboratoire Ames du Département de l’énergie, conduit au développement de nouveaux matériaux dotés de propriétés de transport d’électrons inhabituelles qui ont des applications potentielles dans les technologies quantiques de prochaine génération.

La technique découverte a montré une autre application inattendue et prometteuse dans la conception de nouveaux matériaux. L’approche de « remaniement » peut créer des hétérostructures tridimensionnelles (3D) thermiquement stables à partir de dichalcogénures de métaux de transition en couches (TMDC). Ce sont des matériaux de van der Waals constitués de nano-couches métalliques prises en sandwich entre deux autres couches de chalcogènes – le soufre, le sélénium ou le tellure. Semblables au graphite, ces composés peuvent être exfoliés en couches 2D qui ont des propriétés de transport d’électrons et des phénomènes quantiques uniques.

« Les TMDC sont très intéressants pour les chercheurs en tant qu’opportunité d’applications dans les domaines des énergies renouvelables, de la catalyse et de l’optoélectronique, pour n’en nommer que quelques-uns », a déclaré le chef de projet Viktor Balema, scientifique principal dans les départements de science et technologie des matériaux du laboratoire Ames. « Notre objectif de recherche était de développer de telles méthodes de réassemblage pour ces matériaux de couche qui soient non seulement efficaces, mais également évolutives et peu coûteuses à produire. »

Les chercheurs du laboratoire Ames ont réussi à surmonter l’un des plus grands défis de l’assemblage de ces matériaux en couches – la difficulté de prendre en sandwich des matériaux atomiquement dissemblables et dissemblables – grâce à l’utilisation de la mécanochimie, facilitée par le broyage à billes.

« Maintenant, nous avons montré que nous pouvons concevoir de nouvelles hétérostructures en couches par voie mécanochimique, contrôler leur composition et ajuster leurs propriétés », a déclaré Ihor Hlova, scientifique aux départements de science des matériaux et d’ingénierie du laboratoire Ames. « Cela ouvre un large éventail de combinaisons possibles – les possibilités sont fondamentalement illimitées. »

Jusqu’à présent, cette approche a fait ses preuves avec plusieurs groupes de composés très différents et continue de surprendre les scientifiques avec de nouvelles découvertes. Les matériaux, qui ont été produits à l’aide de la technique de « remaniement des couches » de l’équipe, ont déjà montré un large éventail de propriétés de transport d’électrons, allant des semi-conducteurs à la conductivité métallique, selon les éléments constitutifs impliqués.

La recherche est discutée plus en détail dans l’article « Incommensurate transition-metal dichalcogenides via mecanochemical reshuffling of binary précurseurs », qui est publié dans. a été publié Avancées à l’échelle nanométrique.


Les scientifiques le jeu pour créer des matériaux avec un nouveau comportement quantique


Plus d’information:
Ihor Z. Hlova et al., Dichalcogénures de métaux de transition incommensurables via le réarrangement mécanochimique des précurseurs binaires, Avancées à l’échelle nanométrique (2021). DOI : 10.1039 / D1NA00064K

Fourni par le laboratoire Ames

Citation: Des scientifiques mélangent des couches atomiques comme des cartes à pour créer de nouveaux matériaux quantiques (2021, 20 juillet), consulté le 20 juillet 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-07-scientists-shuffle-atomic-layers-cards. html

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