Maddənin sonsuz kiçik miqyasda necə işlədiyini təsvir etmək üçün tədqiqatçılar sinxron şəkildə uçan bir qrup quşu “sürü” və ya “murmur” adlandırmaq kimi vahid anlayışlarla kollektiv davranışları təyin edirlər. Kvazihissəciklər kimi tanınan bu anlayışların istinad etdiyi hadisələr gələcək nəsil texnologiyalarının açarı ola bilər.

“Science Advances” jurnalında dərc olunmuş son araşdırmada , Raysda elektrik və kompüter mühəndisliyi, materialşünaslıq və nanoemühəndislik üzrə dosent Shengxi Huang tərəfindən başçılıq etdiyi tədqiqatçılar qrupu belə bir növ kvazirəciklərin – polaronların ilk olaraq nanomaterial olan tellurendə necə davrandığını təsvir edir. 2017-ci ildə sintez edilmiş, tellur atomlarının kiçik zəncirlərindən ibarətdir və faydalı xüsusiyyətlərə malikdir. sensor, elektron, optik və enerji cihazları .

Tədqiqatın ilk müəllifi olan Rays doktorantı Kunyan Zhang, “Tellurene, qalınlığı toplu forması ilə müqayisədə bir neçə nanometrə qədər azaldıqda elektron və optik xüsusiyyətlərində dramatik dəyişikliklər nümayiş etdirir” dedi. “Xüsusən, bu dəyişikliklər elektrik cərəyanının necə axdığını və materialın necə titrədiyini dəyişir, biz tellurenin incələşməsi ilə polaronların çevrilməsinə qədər izlədik.”

Elektron kimi yük daşıyan hissəciklər materialın atom və ya molekulyar qəfəsindəki vibrasiya ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda polaron əmələ gəlir . Təsəvvür edin ki, mühazirə zamanı dolu auditoriyada telefon zəng çalır: auditoriya baxışlarını kollektiv şəkildə fasilənin mənbəyinə çevirdiyi kimi, şəbəkə vibrasiyaları da şarj daşıyıcılarına cavab olaraq oriyentasiyasını tənzimləyir, qütbləşmə aurası ətrafında təşkil olunur. kvazərrəciyin adı.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1736919354&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-01-quasiparticle-insights-tellurene-paving-gen.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMxLjAuNjc3OC4yNjYiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjY2Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjY2Il0sWyJOb3RfQSBCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1736919354638&bpp=1&bdt=48&idt=84&shv=r20250113&mjsv=m202501140101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1736919293%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1736919293%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1736919293%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=8647454366496&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1917&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95349948%2C31089543%2C31089683%2C31089715%2C95350243%2C95350549%2C31089762%2C95347432&oid=2&pvsid=1193462142242081&tmod=1716569963&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&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=87

Telluren təbəqəsinin nazikliyindən asılı olaraq, bu reaksiyanın miqyası, yəni auranın genişliyi əhəmiyyətli dərəcədə dəyişə bilər. Bu polaron keçidini başa düşmək vacibdir, çünki o, elektronlar və vibrasiyalar arasındakı əsas qarşılıqlı təsirlərin, xüsusən də aşağı ölçülərdə materialların davranışına necə təsir göstərə biləcəyini göstərir.

“Bu bilik, daha səmərəli elektron cihazlar və ya yeni sensorlar kimi qabaqcıl texnologiyaların dizaynını məlumatlandıra bilər və bizə materialların fizikasını ən kiçik miqyasda başa düşməyə kömək edə bilər” dedi məqalənin müvafiq müəllifi Huang.

Tədqiqatçılar belə bir fərziyyə irəli sürdülər ki, telluren kütlədən nanometr qalınlığa keçdikcə polaronlar böyük, yayılmış elektron-vibrasiya qarşılıqlı təsirindən daha kiçik, lokallaşdırılmış qarşılıqlı təsirlərə keçir. Hesablamalar və eksperimental ölçmələr bu ssenarini dəstəklədi.

“Biz vibrasiya tezliklərinin və xətt genişliklərinin qalınlığa görə necə dəyişdiyini təhlil etdik və bunları rentgen udma spektroskopiyasında müşahidə edilən struktur təhriflərlə tamamlanan elektrik daşıma xüsusiyyətlərindəki dəyişikliklərlə əlaqələndirdik” dedi Zhang. “Bundan əlavə, biz daha nazik təbəqələrdə gücləndirilmiş elektron-vibrasiya birləşməsinin təsirlərini izah etmək üçün sahə nəzəriyyəsi hazırladıq.”

Komandanın hərtərəfli yanaşması tellurenin qalınlığından asılı polaron dinamikası haqqında əvvəllər mövcud olduğundan daha dərindən məlumat verdi. Bu, həm tətbiq edilən qabaqcıl tədqiqat üsullarının təkmilləşdirilməsi, həm də yüksək keyfiyyətli telluren nümunələrinin son inkişafı sayəsində mümkün olmuşdur.

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

“Bizim tapıntılarımız polaronların tellürenin incələşməsi ilə elektrik daşınmasına və optik xüsusiyyətlərinə necə təsir etdiyini vurğulayır” dedi Zhang. “Daha nazik təbəqələrdə qütblər yük daşıyıcılarını lokallaşdırır və bu, yük daşıyıcısının hərəkətliliyinin azalmasına gətirib çıxarır. Bu fenomen daim kiçikləşən və funksionallıq üçün daha nazik materiallara əsaslanan müasir cihazların dizaynı üçün çox vacibdir.”

Bir tərəfdən yüklənmənin azaldılmış hərəkətliliyi elektron komponentlərin səmərəliliyini məhdudlaşdıra bilər, xüsusən də elektrik ötürmə xətləri və ya yüksək performanslı hesablama aparatları kimi yüksək keçiricilik tələb edən proqramlar üçün. Digər tərəfdən, bu lokalizasiya effekti yüksək həssaslığa malik sensorlar və faza dəyişmə, ferroelektrik, termoelektrik və müəyyən kvant cihazlarının dizaynına və inkişafına rəhbərlik edə bilər.

“Tədqiqatımız tellüren kimi mühəndislik materialları üçün bu mübadilələri tarazlaşdırmaq üçün əsas verir” dedi Huang. “Bu, yeni nəsil elektronika və sensorların inkişafı üçün həyati əhəmiyyət kəsb edən aşağı ölçülü materialların unikal davranışlarından yaranan problemləri həll edərkən daha incə, daha səmərəli cihazların dizaynı ilə bağlı dəyərli fikirlər təqdim edir.”

Daha çox məlumat: Kunyan Zhang et al, Tellurendə qalınlıqdan asılı polaron krossoveri, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.ads4763

Jurnal məlumatı: Science Advances 

Rays Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir