Rutgers Universitetinin Nyu-Brunsvik tədqiqatçıları gələcək texnologiyaları gücləndirə biləcək unikal elektron xassələrə malik interkristallar adlanan yeni material sinfini kəşf ediblər.

Alimlər bildiriblər ki, interkristallar daha səmərəli elektron komponentlərdə, kvant hesablamalarında və ekoloji cəhətdən təmiz materiallarda irəliləyişlərə yol aça biləcək elektron xüsusiyyətlərin yeni kəşf edilmiş formalarını nümayiş etdirirlər .

Nature Materials elmi jurnalındakı hesabatda təsvir edildiyi kimi , elm adamları altıbucaqlı bir şəbəkədə düzülmüş hər biri bir atom qalınlığında karbon atomları təbəqəsi olan iki ultra nazik qrafeni qatladılar. Onları altıbucaqlı bor nitridin, bor və azotdan ibarət altıbucaqlı kristalın bir təbəqəsinin üzərinə bir az bükdülər. Moire naxışlarını əmələ gətirən təbəqələr arasındakı incə uyğunsuzluq – iki incə mesh ekranın üst-üstə qoyulduğu zaman görünən nümunələrə bənzər nümunələr – elektronların materialdan necə hərəkət etdiyini əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirdi.

Rutgers İncəsənət və Elmlər Məktəbinin Fizika və Astronomiya Departamentinin Rəhbərlər Şurasının professoru və tədqiqatın aparıcı müəllifi Eva Andrei, “Bizim kəşfimiz material dizaynı üçün yeni yol açır” dedi. “İnterkristallar bizə materialın kimyəvi tərkibini dəyişdirmədən, yalnız həndəsədən istifadə edərək elektron davranışı idarə etmək üçün yeni bir tutacaq verir.”

Tədqiqatçılar bildiriblər ki, kristallararası elektronların unikal xassələrini başa düşmək və onlara nəzarət etməklə, alimlər onlardan əvvəllər materialların və emalların daha mürəkkəb qarışığı tələb edən daha səmərəli tranzistorlar və sensorlar kimi texnologiyalar hazırlamaq üçün istifadə edə bilərlər.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1747904089&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-intercrystals-pave-greener-electronics-quantum.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM2LjAuNzEwMy4xMTQiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzYuMC43MTAzLjExNCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNi4wLjcxMDMuMTE0Il0sWyJOb3QuQS9CcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1747904088510&bpp=1&bdt=140&idt=-M&shv=r20250520&mjsv=m202505210101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747903871%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747903871%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747903871%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=7405634972918&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1994&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=42532524%2C95353387%2C95360390%2C31092612%2C95344790%2C95360958%2C95340252%2C95340254&oid=2&pvsid=7861960097674974&tmod=1012410555&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=2&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=735

Fizika üzrə dosent və tədqiqatın həmmüəllifi Jedediah Pixley deyir: “Siz hər bir funksiyanın – keçid, hissetmə, siqnalın yayılmasının – atom səviyyəsində tənzimləmə həndəsəsi ilə idarə olunduğu bütöv bir elektron dövrə dizaynını təsəvvür edə bilərsiniz” dedi. “İnterkristallar bu cür gələcək texnologiyaların tikinti blokları ola bilər.

“Kəşf müasir fizikada “twistronics” adlanan yüksələn bir texnikadan asılıdır, burada material təbəqələri muare nümunələri yaratmaq üçün xüsusi bucaqlarda əyilir. Bu konfiqurasiyalar maddənin içindəki elektronların davranışını əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirir və adi kristallarda tapılmayan xüsusiyyətlərə gətirib çıxarır.

Əsas ideya ilk dəfə 2009-cu ildə Andrey və onun komandası tərəfindən bükülmüş qrafendəki muare naxışlarının onun elektron strukturunu kəskin şəkildə dəyişdirdiyini göstərən zaman nümayiş etdirildi . Bu kəşf twistronics sahəsini əkməyə kömək etdi.

Elektronlar materiallarda hərəkət edən və elektrik cərəyanını keçirməyə cavabdeh olan kiçik hissəciklərdir. Mükəmməl düzülmüş bir şəbəkə meydana gətirən atomların təkrarlanan nümunəsinə malik olan müntəzəm kristallarda elektronların hərəkət yolu yaxşı başa düşülür və proqnozlaşdırıla bilər. Kristal müəyyən bucaqlar və ya məsafələr ilə fırlanırsa və ya sürüşdürülürsə, simmetriya kimi tanınan daxili xüsusiyyətə görə eyni görünür.

Tədqiqatçılar kristallararası elektron xüsusiyyətlərini tapdılar, lakin onların strukturunda kiçik dəyişikliklərlə əhəmiyyətli dərəcədə dəyişə bilər. Bu dəyişkənlik adətən adi kristallarda rast gəlinməyən superkeçiricilik və maqnitizm kimi yeni və qeyri-adi davranışlara səbəb ola bilər. Superkeçirici materiallar davamlı axan elektrik cərəyanı vəd edir, çünki onlar elektrik cərəyanını sıfır müqavimətlə keçirirlər.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklər əldə edin .Abunə ol

Alimlər bildiriblər ki, interkristallar kvant kompüterlərinin yaradılmasında və istehlak texnologiyalarının yeni formalarını gücləndirməkdə rol oynaya bilən az itkili elektronika və atom sensorları üçün yeni sxemin bir hissəsi ola bilər.

Materiallar daha ekoloji cəhətdən təmiz elektron texnologiyaların əsası kimi fəaliyyət göstərmək perspektivini də təklif edir.

“Bu strukturlar nadir torpaq elementlərindən daha çox, karbon, bor və azot kimi bol, toksik olmayan elementlərdən hazırlana bildiyinə görə , onlar həm də gələcək texnologiyalar üçün daha dayanıqlı və genişləndirilə bilən bir yol təklif edirlər” dedi Andrey.

İnterkristallar təkcə adi kristallardan fərqlənmir. Onlar həmçinin 1982-ci ildə nizamlı quruluşa malik, lakin müntəzəm kristallarda tapılan təkrar nümunəsi olmayan xüsusi kristal növü olan kvazikristallardan fərqlidirlər.

Tədqiqat qrupunun üzvləri öz kəşflərini “interkristallar” adlandırdılar, çünki onlar kristallar və kvazikristalların qarışığıdır: Onların kvazikristal kimi təkrarlanmayan nümunələri var, lakin adi kristallarla ümumi simmetriyaları bölüşürlər.

“1980-ci illərdə kvazikristalların kəşfi atom nizamı ilə bağlı köhnə qaydalara qarşı çıxdı” dedi Andrey. “İnterkristallarla biz bir addım da irəli gedirik və materialların ən kiçik miqyasda həndəsi məyusluqdan istifadə edərək maddənin yeni fazalarına daxil olmaq üçün hazırlana biləcəyini göstəririk.”

Rutgers tədqiqatçıları , atom səviyyəsində materialların xassələrini araşdırmaq və manipulyasiya etmək üçün yeni imkanlar açaraq, interkristalların gələcək tətbiqləri ilə bağlı nikbindirlər .

“Bu, yalnız başlanğıcdır” dedi Pixley. “Bu kəşfin bizi hara aparacağını və gələcək illərdə texnologiyaya və elmə necə təsir edəcəyini görməkdən həyəcanlanırıq.”

Tədqiqata töhfə verən digər Rutgers tədqiqatçıları arasında Fizika və Astronomiya Departamentindən tədqiqatçılar Xinyuan Lai, Guohong Li və Angela Coe var. Yaponiyanın Milli Material Elmləri İnstitutunun alimləri də tədqiqata öz töhfələrini veriblər.

Daha çox məlumat: Xinyuan Lai və digərləri, altıbucaqlı bor nitridi üzərində bükülmüş ikiqatlı qrafenin heterostrukturlarında Moiré dövri və kvazperiodik kristallar, Təbiət Materialları (2025). DOI: 10.1038/s41563-025-02222-w

Jurnal məlumatı: Təbiət Materialları 

Rutgers Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir