Çin Elmlər Akademiyası , Zhang Nannan tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Andrew Zinin

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Ənənəvi martensitik və domino bənzər faza çevrilmələrinin müqayisəsi. Mənbə: IMR

Fazalı çevrilmələr — materialın bir kristal quruluşundan digərinə keçməsi və bununla da kəskin şəkildə fərqli xüsusiyyətlər qazanması — təbiətdə geniş yayılmışdır. Bu çevrilmələrin mikroskopik mexanizmlərini anlamaq material xüsusiyyətlərinə nəzarət etmək və funksional cihazların dizaynı üçün vacibdir.

Çin Elmlər Akademiyasının Metal Tədqiqatları İnstitutundan (IMR) professorlar Çen Sinqiu və Sun Yanın rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, Şimal-Qərb Politexnik Universitetindən professor Niu Haiyang ilə əməkdaşlıqda, monolayer molibden telluridində (MoTe2) əvvəllər məlum olmayan faza çevrilmə mexanizmini aşkar _edib .

29 iyun tarixində Milli Elmlər Akademiyasının Proceedings jurnalında dərc olunmuş tədqiqat, bir çox atomun koordinasiyalı kəsmə yerdəyişmələri vasitəsilə birlikdə hərəkət etdiyi ənənəvi martensit modelindən kökündən fərqli bir faza çevrilmə yolunu ortaya qoyur.

Yeni müəyyən edilmiş mexanizm göstərir ki, bir fazadan digərinə keçid birölçülü “domino bənzəri” zəncirvari reaksiya vasitəsilə baş verir. Bu kəşf proqramlaşdırıla bilən elektron və fotonik cihazlar üçün yeni yollar açır.

İkiölçülü materialların ortaya çıxması faza transformasiya tədqiqatlarını yenidən canlandırdı, çünki azaldılmış ölçülülük onların həcmli analoqlarında olmayan fiziki davranışlara səbəb olur.Oyna

00:00

00:21SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

OynaTək domenli 1T′ fazasının böyüməsi. Film tək domenli 1T′ fazasının 1D domino bənzər böyüməsini göstərir. Proses, nüvənin 1H/1T′ interfeysində əmələ gələn bir əyilmə kimi əmələ gəlməsi və sonradan 1D domino bənzər şəkildə yayılması ilə başlayır. Mənbə: Milli Elmlər Akademiyasının materialları (2026). DOI: 10.1073/pnas.2528037123

Təkqatlı keçid metal dixalkogenidlərində yarımkeçirici 1H fazası ilə yarımmetal 1T’ fazası arasındakı faza çevrilməsi uzun müddətdir ki, martensit prosesi kimi başa düşülür. Lakin, bu proses, bu cür çevrilmələrin əlçatan şəraitdə baş verdiyini göstərən eksperimental müşahidələrlə ziddiyyət təşkil edən yüksək enerji maneələrini proqnozlaşdırırdı. Nəticədə, əsas kinetika və mikroskopik mexanizmlər uzun müddətdir müzakirə mövzusu olmuşdur.

Bu problemi həll etmək üçün tədqiqatçılar MoTe₂ monolayerində 1H-dən 1T’-yə faza transformasiyasını sistematik şəkildə öyrənmək üçün dərin öyrənmə potensialı sürətləndirilmiş molekulyar dinamika simulyasiyalarından istifadə etdilər. Simulyasiyalar ənənəvi martensit modelini dəstəkləmək əvəzinə, transformasiyanın tellur atomlarının ardıcıl olaraq müəyyən bir kristalloqrafik istiqamətdə tullandığı birölçülü zəncirvari reaksiya yolu ilə davam etdiyini göstərdi. Bu, Peierls təhrifi və lokal topoloji dəyişikliklərlə müşayiət olunan struktur yenidənqurmaya səbəb olur.

Bu yol, martensit kəsmə yolundan xeyli aşağı enerji baryerinə malikdir. Həmçinin, çoxsaylı metastabil vəziyyətlərə malik sərbəst enerji mənzərəsinin yaranmasına səbəb olur. Bu, klassik nüvələşmə və böyümə ssenarisindən fərqlidir.

Tədqiqatçılar müxtəlif hüceyrə ölçüləri ilə simulyasiyalarda müşahidə edilən tək domenli və çox domenli 1T’ morfologiyalarının kinetik mənşəyini daha da aydınlaşdırdılar. Onlar həmçinin bu kinetik xüsusiyyətlərə əsaslanaraq faza çevrilmələrini idarə etmək üçün strategiyalar təklif etdilər. Nəzəri hesablamalar vasitəsilə onlar tək domenli və çox domenli konfiqurasiyalar arasında geri dönüşlü keçidin elektron vəziyyətlərinin sürətli modulyasiyasına imkan verə biləcəyini nümayiş etdirdilər.

Onlar həmçinin aşkar etdilər ki, bu mexanizm vasitəsilə əldə edilə bilən faza çevrilməsi aralıqları əhəmiyyətli dərəcədə gücləndirilmiş ikinci dərəcəli qeyri-xətti optik reaksiyalar nümayiş etdirir və görünən diapazonda işıqla induksiya olunmuş sürüşmə cərəyanı reaksiyaları təxminən 70 μA/V ^{2 -dən təxminən 470 μA/V 2} -yə qədər artır .

Xülasə, bu iş ikiölçülü materiallarda faza çevrilmə mexanizmlərinin anlaşılmasını dərinləşdirir və proqramlaşdırıla bilən elektronika və optoelektron cihazlar üçün perspektivli nəticələrlə aşağı ölçülü sistemlərdə faza mühəndisliyi üçün yeni bir paradiqma təqdim edir.

Nəşr detalları

Xiangyang Liu və digərləri, 1D domino bənzəri faza çevrilməsi 2D MoTe2-də material proqramlaşdırmasına imkan verir _, Milli Elmlər Akademiyasının materialları (2026). DOI: 10.1073/pnas.2528037123

Jurnal məlumatları: Milli Elmlər Akademiyasının materialları 

Əsas anlayışlar

Faza keçidləri2 ölçülü sistemlərKristal sistemlərMolekulyar dinamika

Çin Elmlər Akademiyası tərəfindən təmin edilib