Tokio Elm İnstitutu tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləriKredit: Tokio Elm İnstitutu

Science Tokyo tədqiqatçıları tərəfindən üzvi-qeyri-üzvi hibrid materialların kirallığını elektriklə dəyişdirməyin bir yolu nümayiş etdirilib. Bu üsulda kiral molekulları qeyri-üzvi səthlərə adsorbsiya olunur. Kiral elektrolitli elektrikli ikiqat təbəqəli tranzistordan istifadə etməklə, başqa cür achiral molibden disulfid səthinə xüsusi kirallıq tətbiq edilmişdir. Bu geri çevrilən metod tənzimlənən kiral elektron vəziyyətlərini təmin edir və qabaqcıl spintronik cihazlar və inkişaf etməkdə olan “kiral iontronika” sahəsi üçün yeni imkanlar açır.

Şirallığı və onun təsirlərini anlamaq

Xirallıq, sol və sağ əl kimi bir obyektin güzgü görüntüsünün üzərinə qoyula bilmədiyi həndəsi bir xüsusiyyətdir. Bu istiqamət elektronların fırlanmasını və materialların işıqla qarşılıqlı təsirini idarə etmək kimi unikal fiziki təsirlərə səbəb olur.

Son illərdə alimlər, xiral molekulları qeyri-xiral qeyri-üzvi strukturların səthinə yapışdıraraq materiallara xirallıq tətbiq edə bilmişlər və bununla da xiral elektron xüsusiyyətlərinə malik hibrid materiallar yaratmışlar. Lakin, bu xirallıq müəyyən edildikdən sonra, adətən xarici stimullardan istifadə edərək dəyişdirilə və ya geri qaytarıla bilməz və bu da onun real cihazlarda praktik istifadəsini məhdudlaşdırır.

Elektriklə idarə olunan xirallıq

Yaponiyanın Tokio Elm İnstitutunun (Science Tokyo) tədqiqatçıları elektrik enerjisindən istifadə edərək bu tələbə uyğun olaraq ötürülməni manipulyasiya etmək üçün bir üsul hazırlayıblar. “Science Advances” jurnalında dərc olunan bu yanaşma , daimi kimyəvi rabitəyə ehtiyac olmadan yarımkeçiricilərə xirallıq qazandırmaq üçün yeni bir yol təqdim edir.

Tədqiqat qrupuna Tokio Elmlər Məktəbinin Kimya kafedrasının professoru Kouji Taniguchi, dosent Po-Jung Huang və dosent Yoshio Ando rəhbərlik edirdi. Bu qrup Yaponiyanın Tokio Universitetinin Bərk Cisim Fizikası İnstitutunun dosenti Toshiya Ideue, dosent Miuko Tanakanın və magistr tələbəsi Yukito Nishionun rəhbərlik etdiyi komanda ilə əməkdaşlıq edirdi.

Taniguchi izah edir ki, “Biz kiral ion mayeləri olan elektrik ikiqat təbəqəli tranzistor (EDLT) vasitəsilə enantiopur molekulyar kationlarının adsorbsiyasını idarə etməklə achiral molibden disulfid (MoS2 _{) səthinə} süni şəkildə kirallığın daxil edilməsini nümayiş etdiririk”.

Təcrübə necə aparıldı

EDLT, material səthlərinə son dərəcə güclü elektrik sahələri tətbiq etmək üçün elektrolitdən istifadə edən və elektrik keçiriciliyinin idarə olunmasına imkan verən sahə effektli tranzistor növüdür. Bu tədqiqatda alimlər təbii olaraq achiral material olan MoS2-nin tək kristalı üzərində EDLT cihazı qurdular _. Cihaz cərəyanı ölçmək üçün mənbə və drenaj elektrodlarından, gərginlik tətbiq etmək üçün qapı elektrodundan və kiral ion mayesindən ibarət idi.

Müsbət qapı gərginliyi tətbiq edildikdə, kiral müsbət ionlar birbaşa MoS2 səthində toplanaraq _materialın elektron vəziyyətini dəyişdirən nazik bir səth təbəqəsi əmələ gətirdi.

Əsas tapıntılar və nəticələr

İnduksiya olunmuş kirallıq iki əsas nəqliyyat fenomeni ilə təsdiqləndi: kirallıqla induksiya olunmuş spin selektivliyi , müəyyən bir spinə malik elektronların kiral sistem vasitəsilə üstünlük verilən ötürülməsinə aiddir və yalnız bir sistem həm kiral, həm də maqnit sahəsinə məruz qaldıqda ortaya çıxan qarşılıqlı olmayan elektrik reaksiyası olan elektrik maqnitoxiral effekti (eMChE).

Sağ əlli molekulyar ionlu ion mayesi istifadə edildikdə, MoS2-dən axan elektronlar _bir fırlanma istiqamətinə üstünlük verdilər. Sol əlli versiya istifadə edildikdə, fırlanma üstünlüyü tərsinə çevrildi. Tədqiqatçılar həmçinin kiral elektron vəziyyətinin yaranmasını təsdiqləyən aydın eMChE siqnalları aşkar etdilər.

Bu kəşfin əhəmiyyəti onun geri dönmə qabiliyyəti və idarə olunmasındadır. Yarımkeçirici interfeysin xirallığı gərginliklə aktivləşdirilə bilər və onun “əlverişliliyi” xiral ion mayesinin seçimi ilə müəyyən edilirdi. Bu kəşf elektron və spintronik cihazların elektrik tənzimlənən xirallıq vasitəsilə idarə oluna biləcəyi ” xiral iontronika ” kimi tanınan yeni bir tədqiqat sahəsinə qapı açır.

Taniquçi deyir ki, “Bu fərqli xüsusiyyətin elektriklə idarə olunan kirallıqdan asılı funksionallıqlardan istifadə etməklə əvvəllər araşdırılmamış elektron və spintronik cihazların inkişafına təkan verəcəyi gözlənilir. Bu tədqiqatda müəyyən edilmiş yaxınlıqdan qaynaqlanan kirallıq yeni bir tədqiqat sahəsi üçün yollar aça bilər”.

Daha çox məlumat: Po-Jung Huang və digərləri, Enantiopur ion adsorbsiyasının elektrik nəzarəti ilə achiral keçirici interfeysdə yaxınlıqdan qaynaqlanan kirallıq, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adx2281

Jurnal məlumatları: Elmin irəliləyişləri 

Tokio Elm İnstitutu tərəfindən təmin edilir