Новости космоса и технологий. » Химия » Новый режим анализа свойств топологических материалов

Новый режим анализа свойств топологических материалов

Опубликовал: Admin, 18-01-2021, 10:15, Химия, 174, 0

Новый режим анализа свойств топологических материалов

Два недавних исследования демонстрируют топологическое происхождение способности двух родственных металлических сплавов преобразовывать свет в электрический ток. Новое фундаментальное исследование моносилицида родия (RhSi), опубликованное в NPJ Quantum Materials, и моносилицида кобальта (CoSi), опубликованное в Nature Communications , может обеспечить новый подход к разработке таких устройств, как фотодетекторы и солнечные элементы.

Оба исследования проводились под руководством доцента Лян Ву с участием сотрудников из Университета Фрибурга, Французского национального центра научных исследований, Института химической физики твердых тел Макса Планка, Международного физического центра Доностия, Университета Мэриленда, Института материальных ценностей Мадрида. , и университет Гренобля.

Ву и его лаборатория работают над рядом проектов с участием топологические материалы , основополагающие теории которого были предложены Чарли Кейном и Юджином Меле, победителями Премии за прорыв в области фундаментальной физики 2019 года. Цель Ву и других исследователей в этой области - использовать эти теории для изучения и разработки топологических материалов для новых приложений и устройств.

Последние открытия группы сосредоточены на способах преобразования света в электрический ток за счет лучшего понимания взаимосвязи между фототоком и топологией. Хотя раньше проводились эксперименты с CoSi и RhSi, то, что помогло команде получить новое понимание, было использование терагерцовой эмиссионной спектроскопии. Это включает в себя сияние субмиллиметровых импульсов света для изучения реакции материала в среднем инфракрасном режиме.

«Поскольку мы вошли в этот режим, мы смогли показать, что фотогальванический эффект в CoSi был топологическим», - говорит Ву. «Выполняя тщательный анализ, мы можем измерить фотоотклик, который может рассчитать теория, чтобы мы могли сравнить величину отклика между экспериментом и теорией, чего раньше не делалось».

Исследователи обнаружили, что фототоки CoSi и RhSi имеют чисто топологическое происхождение, хотя у RhSi этот ответ был менее выражен. Вывод в RhSi применяется при гораздо более низкой энергии фотонов, чем предсказывали предыдущие теории, что может быть связано с наличием большего количества дефектов в этом соединении.

«Предполагается, что эти материалы будут иметь определенную топологическую структуру в их полосовой структуре, но на самом деле грааль здесь состоит в том, чтобы попытаться связать это с некоторой экспериментальной наблюдаемой», - говорит Меле, соавтор Nature Communications бумага. "В первые пару лет работы в этой области были попытки сделать это, и я думаю, что работа Ляна действительно самая тщательная работа, котораяименно то, что вам нужно, чтобы увидеть это явление ».

Помимо его топологического происхождения, Ву также интересовался тем, насколько высок фототок CoSi в среднем инфракрасном диапазоне, чем то, что ранее наблюдалось в других типах материалов с хиральной структурой. это может позволить новые подходы к созданию устройств, таких как фотодетекторы, которые могут работать в этом режиме.

"Это исследование потенциально позволит создать новые концепции электронных устройств, основанные на этих новых топологических материалах, которые потребляют меньше энергии, больше энергии эффективны, и в конечном итоге приведут к созданию новых электронных систем с улучшенными размерами, весом и мощностью для армии США », - говорит Джо Цю, руководитель программы в Исследовательском офисе армии, финансировавшем это исследование.

Хингс, Ву и его команда теперь имеют экспериментальные процедуры и аналитические методы для изучения других типов материалов и явлений, которые могут иметь значение для материаловедения и инженерных приложений. «А для материалов с меньшим беспорядком он также может иметь некоторое применение, например, в Солнечных элементах », - говорит аспирант Чжуолян Ни, соавтор обоих исследований, о том, как эти результаты могут помочь исследователям найти пути для повышения фотопроводимости существующего материала.

Используя комбинацию эксперимента и теории, эти результаты также имеют дальнейшее значение для улучшения топологических материалов для более широкого использования в будущем. «Это экспериментальная демонстрация, которую люди пытаются связать с топологическим характером, который вполне может присутствовать в наблюдаемых свойствах, если мы сможем сделать материалы немного лучше, и я думаю, что это действительно делается здесь впервые», - говорит Меле. «Прямо сейчас материалов там нет, но похоже, что они могут быть. И это довольно удивительная идея».


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии