Basınç altında dramatik bir şekilde dönüşen yumuşacık, katmanlı bir malzeme bir gün bilgisayarların daha fazla veri daha az enerji ile depolamasına yardımcı olabilir.
Bu, Washington Eyalet Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından ve Charlotte’daki North Carolina Üniversitesi’nin hibrit çinko tellurid bazlı bir materyalin moleküler bir sandviç gibi sıkıldığında şaşırtıcı yapısal değişikliklere uğrayabileceğini gösteren yeni bir araştırmaya göre. Bu değişiklikler onu, bugünün cihazlarında bulunan ve sabit bir güç kaynağına ihtiyaç duymayan bir tür ultra hızlı, uzun ömürlü veri depolama alanı için güçlü bir aday yapabilir.
Araştırma, 2022’de elde edilen bir X-ışını kırınım sistemi ile mümkün oldu. Bu özel ekipman, araştırmacıların malzemede olduğu gibi küçük yapısal değişiklikleri gözlemlemelerine izin veriyor-hepsi WSU’nun Pullman kampüsünden. Genellikle, bu tür deneyler Kaliforniya’daki Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndaki gelişmiş ışık kaynağı gibi büyük ulusal tesislerde zaman gerektirir.
WSU’da bir fizik profesörü olan Matt McCluskey, “Bu yüksek basınçlı deneyleri kampüste yapabilmek bize olanları gerçekten kazma esnekliği verdi.” Dedi. AIP Gelişir. “Malzemenin sadece sıkışmadığını keşfettik, aslında iç yapısını büyük bir şekilde değiştirdi.”
Β-znte (en) ₀.₅ adı verilen malzeme, alternatif çinko tellurür katmanlarından ve etilendiamin olarak bilinen bir organik molekülden oluşur. McCluskey yapısını bir sandviçle karşılaştırır. “Seramik ve plastik katmanlarının tekrar tekrar istiflendiğini hayal edin” dedi. “Basınç uyguladığınızda, yumuşak parçalar sert olanlardan daha fazla çöker.”
Bir elmas örs hücresi-aşırı basınç uygulayabilen bir cihaz-ve yeni X-ışını sistemi kullanan araştırmacılar, malzemenin nispeten düşük basınçlarda (2.1 ve 3.3 gigapascal) iki fazlı geçişten geçtiğini gördüler. Her iki durumda da, yapı dramatik bir şekilde değişti,%8’e kadar daraldı.
Julie Miller, Fizik Doktora WSU’daki öğrenci ve çalışmanın baş yazarı, bir faz geçişinin, bir malzemenin yapısını atomik düzeyde değiştirdiği zaman – suyun buz veya buhara nasıl dönüştüğü gibi olduğunu açıklar.
Bu durumda, aynı atomların daha yoğun bir konfigürasyona dönüştüğü iki katı durum arasında değişiklikler gerçekleşti. Bu tür geçişler, bir malzemenin elektriği nasıl yürüttüğü veya ışık yaydığı da dahil olmak üzere bir malzemenin fiziksel özelliklerini önemli ölçüde değiştirebilir.
Farklı yapısal fazlar genellikle farklı elektriksel ve optik özelliklere sahip olduğundan, bilim adamları dijital bilgileri kodlamak için kullanılabileceklerini düşünüyorlar – faz değişim belleğinin arkasındaki bir ilke.
Miller, “Bu gibi çoğu malzemenin yapıyı değiştirmek için büyük miktarda baskıya ihtiyacı var, ancak bu, genellikle saf çinko tellurid’de gördüğümüz baskının onda biri dönüşmeye başladı.” Dedi. “Bu malzemeyi bu kadar ilginç kılan şey bu – çok daha düşük baskılarda büyük efektler gösteriyor.”
Araştırmacılar ayrıca, malzemenin hangi yöne sıkıldığına bağlı olarak çok farklı davrandığını buldular. Bu yönlü hassasiyet, katmanlı yapısı ile birleştiğinde, onu daha ayarlanabilir hale getirir ve ek kullanımlara kapı açar.
Belleğe ek olarak, malzeme fotonikte uygulamalar bulabilir, burada elektrik yerine ışığın bilgi taşımak ve saklamak için kullanılır. Malzeme ultraviyole ışık yaydığı için, araştırmacılar ışıltısının fazına bağlı olarak değişebileceğinden şüpheleniyor – potansiyel olarak fiber optik veya optik bilgi işlemde yararlı hale getiriyor.
Potansiyel bir ticari bellek malzemesi olarak β-znte (tr) ₀.₅ için hala ilk günler olsa da, keşif ileriye doğru büyük bir adım atıyor.
Miller, “Bu hibrit malzemelerin neler yapabileceğini anlamaya yeni başlıyoruz.” Dedi. Diyerek şöyle devam etti: “Bu değişiklikleri kampüste ekipmanla gözlemleyebilmemiz, onu çok daha heyecan verici kılıyor.”
Daha sonra ekip, malzemenin sıcaklık değişikliklerine nasıl tepki verdiğini incelemeyi ve hem basınç hem de ısı uygulandığında neler olduğunu keşfetmeyi planlıyor – bu da davranışlarının ve olasılıklarının daha eksiksiz bir haritasını oluşturuyor.
