ตัวนำยิ่งยวดสามารถเปิดและปิดได้ในกราฟีน “มุมมหัศจรรย์” โดยใช้พัลส์ไฟฟ้าสั้น ๆ ตามผลงานใหม่ของนักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) จนถึงขณะนี้ การเปลี่ยนดังกล่าวสามารถทำได้โดยการกวาดสนามไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องทั่วทั้งวัสดุเท่านั้น การค้นพบใหม่นี้สามารถช่วยในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีตัวนำยิ่งยวดแบบใหม่ เช่น องค์ประกอบหน่วยความจำสำหรับใช้ในวงจร
ที่ใช้วัสดุ
แบบสองมิติ (2D)กราฟีนเป็นผลึก 2 มิติของอะตอมคาร์บอนที่จัดเรียงในรูปแบบรังผึ้ง แม้แต่ตัวของมันเอง สิ่งที่เรียกว่า “วัสดุมหัศจรรย์” นี้มีคุณสมบัติพิเศษมากมาย รวมถึงการนำไฟฟ้าสูงเมื่อพาหะประจุ (อิเล็กตรอนและรู) ซูมผ่านโครงตาข่ายคาร์บอนด้วยความเร็วสูงมาก
ในปี 2018 นักวิจัยที่นำ พบว่าเมื่อวางแผ่นดังกล่าวสองแผ่นซ้อนทับกันโดยมีมุมเยื้องเล็กน้อย สิ่งต่างๆ ก็ยิ่งน่าสนใจมากขึ้นไปอีก ในการกำหนดค่า bilayer แบบบิดนี้ แผ่นจะสร้างโครงสร้างที่เรียกว่า moiré superlattice และเมื่อมุมบิดระหว่างทั้งสองถึง “มุมมหัศจรรย์” (ที่คาดการณ์ในทางทฤษฎี)
ที่ 1.08° วัสดุจะเริ่มแสดงคุณสมบัติต่างๆ เช่น ตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิต่ำ – นั่นคือ นำไฟฟ้าได้โดยไม่มีความต้านทานใดๆที่มุมนี้ วิธีที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในแผ่นคู่ทั้งสองจะเปลี่ยนไปเพราะพวกมันถูกบังคับให้รวมตัวกันด้วยพลังงานที่เท่ากัน สิ่งนี้นำไปสู่แถบอิเล็กทรอนิกส์ “แบน” ซึ่งสถานะของอิเล็กตรอน
มีพลังงานเท่ากันแม้จะมีความเร็วต่างกันก็ตาม โครงสร้างแถบแบนนี้ทำให้อิเล็กตรอนไม่มีการกระจายตัว นั่นคือ พลังงานจลน์ของพวกมันจะถูกระงับอย่างสมบูรณ์ และพวกมันไม่สามารถเคลื่อนที่ในตาข่ายมัวเรได้ ผลที่ได้คืออนุภาคช้าลงจนเกือบหยุดและถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นที่ตำแหน่งเฉพาะ
ตามแผ่นประกบ สิ่งนี้ทำให้พวกมันมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันอย่างมาก ก่อตัวเป็นคู่ที่เป็นจุดเด่นของตัวนำยิ่งยวดทีมงาน MIT ได้ค้นพบวิธีใหม่ในการควบคุมกราฟีนมุมมหัศจรรย์โดยให้ความสนใจกับการจัดตำแหน่งเมื่อประกบระหว่างโบรอนไนไตรด์หกเหลี่ยมสองชั้น (hBN, ฉนวน 2 มิติ) นักวิจัย
จัดแนวชั้นแรก
ให้ตรงกับแผ่นกราฟีนด้านบน ในขณะที่ชั้นที่สองถูกหักล้างด้วยมุม 30° เมื่อเทียบกับแผ่นกราฟีนด้านล่าง ด้วยการจัดเรียงนี้ พวกเขาสามารถสร้างพฤติกรรมแบบ bistable ซึ่งวัสดุสามารถอยู่ในหนึ่งในสองสถานะทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เสถียร ทำให้สามารถเปิดหรือปิดตัวนำยิ่งยวดได้ด้วยพัลส์ไฟฟ้าสั้นๆ
องค์ประกอบหน่วยความจำดังกล่าวสามารถรวมเข้ากับวงจรวัสดุ 2 มิติในอนาคตได้ เธอกล่าวเสริมในขณะที่นักวิจัยไม่แน่ใจว่าอะไรทำให้เกิดตัวนำยิ่งยวดแบบสลับได้นี้ พวกเขาสงสัยว่ามันเกี่ยวข้องกับการจัดตำแหน่งพิเศษของกราฟีนที่บิดเป็นเกลียวกับชั้น hBN ทั้งสองชั้น ทีมงานได้เห็นความเสถียร
ที่คล้ายกันมาก่อนในกราฟีน bilayer ที่ไม่บิดซึ่งสอดคล้องกับชั้น hBN ที่ประกบกัน ดังนั้นจึงหวังว่าจะไขปริศนานี้ได้ในงานในอนาคต “มีความพยายามอย่างต่อเนื่องระหว่างนักทดลองและนักทฤษฎีในการระบุว่าการเรียงตัวของ hBN – กราฟีนทำให้เกิดพฤติกรรมที่ไม่คาดคิดที่เราสังเกตเห็นได้อย่างไร”
เข้ากับมาตรฐานทองคำเชิงพาณิชย์ นั่นคือเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอน ผลลัพธ์ที่ได้คือเซลล์แสงอาทิตย์แบบตีคู่ที่มีประสิทธิภาพสูงและเสถียร โดยผสมเพอร์รอฟสไคต์เป็นหมึกพลังงานแสงอาทิตย์แบบเหลว CLS ถูกนำมาใช้เพื่อแสดงให้เห็นว่ากระบวนการแปรรูปสารละลายทำให้โครงสร้างผลึก
ของเพอรอฟสไกต์ไม่ถูกแตะต้อง โดยปล่อยให้ฟังก์ชันพื้นฐานไม่เสียหายลำแสง REIXS ซึ่งเป็นหนึ่งในแนวลำแสงกระจายรังสีเอกซ์ชั้นนำของโลกในการวิจัยวัสดุควอนตัม ถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาการเปลี่ยนเฟสระหว่างตัวนำกับฉนวนในซาแมเรียม นิเคเลต ซึ่งเป็นวัสดุควอนตัมที่เรียกว่าระบบอิเล็กตรอน
ที่สัมพันธ์กัน
แต่การเลือกที่แปลกประหลาดที่สุดนั้นทำนักฟิสิกส์อนุภาคของ CERN ซึ่งเสนอวิธีการที่ไม่เหมือนใครของเขาในการจัดอันดับการค้นพบที่สำคัญที่สุดสามประการ เลือกการค้นพบสามรายการซึ่ง “อัตราส่วนของความเกี่ยวข้องหารด้วยการยอมรับทั่วโลกนั้นมีค่าสูงสุด” สิ่งเหล่านี้คือการค้นพบของกาลิเลโอ
ที่ว่าแรงแปรผันตามความเร่งและไม่ใช่ความเร็ว การค้นพบของกัลวานีที่ว่าการใส่ทองแดงและสังกะสีเข้าด้วยกันทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า และการค้นพบ “อนุภาคประหลาด” โดยคลิฟฟอร์ด บัตเลอร์และจอร์จ โรเชสเตอร์ที่แมนเชสเตอร์ในปี 1947ไตรมาสที่ 2 นักฟิสิกส์ห้าคนใดที่มีส่วนสำคัญต่อฟิสิกส์มากที่สุด
“นักวิทยาศาสตร์บางคนเก่งเพราะเก่งรอบด้าน คนอื่นค้นพบเรื่องสำคัญโดยบังเอิญ แต่ไม่ได้ฉลาดเป็นพิเศษ แค่โชคดี คนอื่นๆ นั้นยอดเยี่ยม แต่ไม่เคยมีการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ แม้ว่าพวกเขาจะมีอิทธิพลอย่างมากอยู่เบื้องหลังก็ตาม” ด้วยคำเตือนเหล่านี้ เราจึงเพิ่มคำตอบสำหรับคำถามนี้ในสำนักงาน
นักฟิสิกส์ทั้งหมด 61 คนได้รับการโหวตอย่างน้อยหนึ่งเสียง แต่ก็ไม่แปลกใจเลยที่อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์จะอยู่ในอันดับต้น ๆ ของรายการของเราด้วยคะแนนเสียง 119 เสียง (ดูด้านล่าง) การพัฒนาทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและพิเศษของไอน์สไตน์ได้เปลี่ยนแปลงฟิสิกส์ไปตลอดกาลโดยการปฏิวัติวิธีที่เรามองพื้นที่
และเวลา แม้แต่ความสำเร็จที่ “น้อยกว่า” อื่น ๆ ของเขา เช่น การอธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ก็เพียงพอที่จะรักษาชื่อเสียงของเขาในฐานะหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำตลอดกาลอันดับที่สองด้วยคะแนนโหวต 96 เสียงคือไอแซก นิวตัน ชายผู้มีกฎของกลศาสตร์และความโน้มถ่วงเป็นพื้นฐาน
ของฟิสิกส์คลาสสิก และเป็นผู้มีส่วนอย่างมากในด้านทัศนศาสตร์ แสง และความร้อน นิวตันอาจได้รับคะแนนเสียงน้อยกว่าไอน์สไตน์ เนื่องจากผู้ตอบแบบสอบถามบางคนต้องการจำกัดตัวเลือกของพวกเขาไว้เฉพาะนักวิทยาศาสตร์จากศตวรรษที่ 20 คนอื่นๆ รู้สึกว่ากาลิเลโอ (อันดับ 6 ในรายการ) สมควรได้รับเครดิตในการปูทางไปสู่การค้นพบของนิวตัน
แนะนำ ufaslot888g
