Konstgjorda galler
Artificiellt gitter är en term som omfattar alla strukturer i atomär skala utformade och kontrollerade för att begränsa elektroner på ett valt gitter. Forskning har gjorts på flera geometrier och en av de mest anmärkningsvärda är det som kallas molekylär grafen (för att efterlikna grafenstrukturen ). Molekylärt grafen är en del av tvådimensionella konstgjorda gitter.
Konstgjorda gitter kan studeras för att testa teoretiska topologiförutsägelser eller för deras konstruerade elektroniska egenskaper. Dessa material bör fortfarande övervägas i ett forskningsskede.
Syntes
Syntes av sådana material uppnås ofta med hjälp av Atomic manipulation genom scanning tunneling mikroskop eller atomic force microscope . Fler och fler ansträngningar görs för att uppnå en liknande atomprecision med fokuserade elektronstrålar. Dessa metoder är inte anpassade för en massproduktion av nanostrukturer eftersom varje molekyl måste flyttas en efter en. För att lösa detta problem forskar man på nya metoder för att syntetisera dessa föreningar, såsom kemisk syntes nedifrån och upp.
För närvarande finns flera metoder, ofta komplementära, för att syntetisera sådana material:
- Mönster för elektrongasförlängning: detta är metoden som används när gittret är byggt av adsorbater över Cu(111)-ytor.
- Använda lokaliserade orbitaler från atomplatserna.
När det gäller molekylär grafen kan kolmonoxidmolekyler på Cu(111) -ytan användas. Andra material har visat sig vara lämpliga för att göra molekylär grafen som Coronene . Substrat som Cu(111) är intressanta eftersom de har ett 2D-fri-elektronliknande yttillstånd. Om CO-molekyler placeras på lämpliga positioner, eftersom Cu(111)-yttillståndet sprids från CO-molekylerna, kan yttillståndets elektrongas begränsas till olika geometrier (t.ex. en bikaka).
Egenskaper
Det huvudsakliga intresset för konstgjorda gitter är att dess galleregenskaper (såsom gitteravståndet) kan kontrolleras exakt. När det gäller molekylär grafen kan likheter i struktur med grafen ge en indirekt möjlighet att studera grafens egenskaper. Med hjälp av en triaxiell töjning är det möjligt att studera hur grafen reagerar på intensiva magnetfält. Denna stam (som skapar vad som kallas ett pseudomagnetiskt fält) kommer att förändra den elektroniska strukturen hos molekylen på samma sätt som ett magnetfält skulle göra. Med denna metod kan vi studera hur grafen skulle reagera på fält upp till 60 T.
Vissa konstgjorda gitter, såsom molekylär grafen, uppvisar också halvledares beteenden. PNP-korsningar kan göras med sammanställning av två konstgjorda grafengitter med olika gitteravstånd. Faktum är att Fermi-nivån i en molekylär grafen är direkt kopplad till dess gitteravstånd.
Flera geometrier för konstgjorda galler har undersökts och skapats. Några av dessa geometrier är:
- Grafen
- Lieb-galler
- Sierpiński triangel
- Penrose kakel
- Kagome galler
- Kekulé galler
Hausdorff-dimension som inte är heltal eftersom de är fraktaler. Dessa dimensioner kan uppskattas med metoder för att räkna rutorna . Denna dimension kommer att diktera hur elektronerna i det konstgjorda gittret kommer att bete sig och röra sig i rymden.
Se även
Anteckningar
- 1. ^ Bottom-up-syntes är kemiska processer som används inom nanoteknik för att skapa nanopartiklar. Principen är att utgå från atomer och sedan samla dem i kluster av atomer som slutligen kommer att slås samman till nanopartiklar.
- 2. ^ Triaxiell stam erhålls i molekylär grafen med en modifiering av molekylernas arrangemang.