14

مواد ثنائية الأبعاد بعد الجرافين

المواد ثنائية الأبعاد هي

مواد بلورية بسمك من بضع ذرات أو أقل.

المواد الأكثر شهرة فى 2D هى الجرافين.

طبقة واحدة من ذرات الكربون تسمى أحادية الطبقة،

وهى أقوى بمئات المرات من الفولاذ،

توصل الكهرباء أفضل من النحاس،

وتتميز بالمرونة التامة.

وراء الجرافين هناك مجموعة من مواد ال 2D

بمجموعة واسعة من خصائص مختلفة.

مجموعة واحدة تسمى المعادن الانتقالية ثنائية الكالكوجين ،

والمعروفة باسم TMDs،

تجمع بين النافة المذهلة من الجرافين

مع خصائص أشباه الموصلات الاستثنائية.

على عكس الجرافين، فإن طبقة TMD الأحادية هى

هي بسمك ثلاث ذرات.

كل ورقة تتكون من طبقة من الذرات المعادن الانتقالية،

مثل الموليبدينوم أو التنغستن،

بين مستويين من ذرات الكلكوجين،

مثل الكبريت أو السيلينيوم.

TMD monolayers هي أشباه موصلات ذات فجوة الحزمة المباشرة ،

بمعنى أنها ينبعث منها الضوء بقوة عند استثارتها كهربائيا أو بصريا.

ولكن لصحائف TMD الاكثرسمكا مثل الصحائف الثنائية

والثلاثية

فجوة النطاق تكون غير مباشرة و يتم فقدان خصائص التلألؤ الممتازة.

لذلك، للاستفادة من الانبعاثات الخفيفة من TMDs

يجب عزل الطبقات الأحادية الفردية من الكريستال السائب.

للقيام بهذا الباحثين في جامعة شيفيلد

قاموا باستخدم طريقة تعرف بالتقشير الميكانيكي.

على الرغم من أن الذرات داخل طبقة فردية

ترتبط ببعضها البعض بقوة ،

ترتبط الصفائح المجاورة ببعضها البعض بشكل ضعيف للغاية

من خلال تفاعل فان دير والز.

ببساطة عن طريق وضع شريط لاصق على الكريستال

حيث يمكن كسر هذا الترابط الضعيف بين الطبقات

وتلك الأغشية الرقيقة من المواد يمكن إزالتها من السطح البلوري.

من خلال تطبيق هذا الشريط على المادة المتفاعلة ،مثل الزجاج

وتقشيره ببطء مرة أخرى

الترابط بين الطبقات داخل الأغشية الرقيقة

يمكن كسرها أكثر ويمكن كذلك للطبقة الاحادية الانتقال إلى السطح.

إلى السطح.

تجميع مواد ثنائية الأبعاد ومختلفة في مكدسات رأسية ،

طبقة واحدة في كل مرة ، يخلق مواد اصطناعية جديدة

تسمى هيكلة فان دير فالس الكمومية غير المتجانسة

عن طريق التحكم الدقيق في ترتيب الصفائح

داخل البنية غير المتجانسة

يمكن دمج خصائص كل طبقة على حدة

لإنتاج أجهزة إلكترونية بصرية

مع خصائص مصممة خصيصا.

هذا يسمح ببناء الأجهزة ذات اللمعان الكهربائي

للتطبيقات التي ينبعث منها الضوء

وكذلك أجهزة الكشف الضوئي

لأجهزة استشعار التصوير البصري

ومواد التو دى ترانزستور

على أساس العناصر الحسابية المرنة.

الجمع بين مختلف

العناصر الكهربائية والبصرية

على أساس التركيبات غير المتجانسة لفان دير فالس

والتى لديها إمكانات مذهلة

لتطوير المرونة الجديدة

للأجهزة الإلكترونية التي يمكنها

أحدث ثورة في التكنولوجيا الحالية.