Учени напредват в разбирането на процесите в наноматериалите

Изследователи от университета Райс направиха важно откритие в областта на физиката на наноматериалите.

Учените, ръководени от проф. Шенси Хуанг, проучиха в детайли поведението на специални квазичастици, наречени полярони, в телурена – наноматериал, синтезиран за първи път през 2017 г.

„Нашите открития показват как поляроните влияят на електрическите и оптичните свойства на телурена, когато дебелината му намалява”, обяснява Кунян Чжан. В по-тънки слоеве поляроните локализират носители на заряд, което води до намаляване на тяхната подвижност. Това явление е критично за развитието на съвременните устройства, които стават все по-малки и използват по-тънки материали.

Изследователите са открили, че с намаляване на дебелината на телурена, поляроните променят поведението си: от широко разпространени електронно-вибрационни взаимодействия те преминават към по-локализирани. Това откритие има важни последици за разбирането на физическите процеси в нано-материалите, пише kaldata.com.

От една страна, намалената мобилност на заряда може да ограничи ефективността на електронните компоненти, особено в приложения, изискващи висока проводимост. От друга страна, този ефект на локализация може да бъде полезен при създаване на високочувствителни сензори и квантови устройства.

Поляроните възникват от взаимодействието на заредени частици с вибрации в атомната решетка на даден материал. Този процес може да се сравни с реакцията на публиката на звънящ телефон по време на лекция – точно както слушателите колективно обръщат глави към източника на звука, атомите в решетката реагират на появата на носители на заряд, като създават „аура на поляризация” около тях.