Febbraio 5, 2023

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L’ossicloruro di vanadio ultrasottile presenta proprietà anisotrope ottiche

Le proprietà ottiche uniche dell’ossicloruro di vanadio (VOCl) rendono il materiale un ottimo candidato per l’uso in nanotecnologie come l’elettronica dipendente dalla polarizzazione e l’optoelettronica. Credito: Tsinghua University Press/Nano ricerca (2023). DOI: 10.1007/s12274-022-5358-0

Le proprietà ottiche, elettriche e meccaniche di alcuni materiali cambiano a seconda dell’orientamento o dell’orientamento del materiale. A seconda di come viene tagliato il legno, ad esempio, la direzione della venatura del legno può risultare in un materiale più forte o più debole con un aspetto diverso. Questo stesso principio si applica ai materiali ultrasottili bidimensionali (2D) con proprietà uniche come il magnetismo.


A seconda della direzione della sollecitazione meccanica esercitata su uno di questi materiali, le proprietà magnetiche del materiale cambiano. Ciò potrebbe facilitare la progettazione di sensori di sollecitazione magnetici unici in grado di convertire la forza in un cambiamento elettrico misurabile. Mentre le variazioni nelle proprietà magnetiche, meccaniche, ottiche e di altro tipo di questi materiali possono, in teoria, essere previste, le previsioni devono essere supportate o respinte sulla base di misurazioni empiriche per determinare la reale idoneità del materiale per una particolare applicazione.

Un recente studio condotto da scienziati dell’Università di Beihang è stato specificamente progettato per valutare sperimentalmente le proprietà fisiche dell’ossicloruro di vanadio liquido (VOCl) grazie alla sua potenziale idoneità per varie nanotecnologie sulla base di calcoli teorici. Il team di ricerca ha descritto sistematicamente la direzionalità delle proprietà ottiche di un materiale 2D in risposta alla disposizione dei suoi atomi utilizzando la luce polarizzata. I risultati sono riportati nel numero del 5 gennaio 2023 di Nano ricerca.

I ricercatori hanno sintetizzato la maggior parte dei composti organici volatili (VOCl) e hanno separato meccanicamente il materiale in campioni spessi nanometri per valutare proprietà ottiche VOCl 2D da diverse direzioni. Una volta che il team ha stabilito la microstruttura atomica e la composizione dei VOC composti, gli esperimenti sono stati condotti facendo brillare la luce polarizzata su campioni di VOCl 2D ruotati a diverse angolazioni. I ricercatori hanno determinato in che modo la luminosità ottica nel piano, l’assorbimento, la riflettanza, l’orientamento dei cristalli e la simmetria dei materiali ultrasottili cambiano a causa di Struttura atomica e l’angolo di luce diretto al campione.

Insieme al VOCl magnetico ultrasottile previsto, le proprietà ottiche anisotropiche valutate durante lo studio contribuiranno a determinare l’idoneità del VOCl 2D per l’uso nelle future nanotecnologie.

“Questi risultati gettano una solida base per VOCl 2D nell’elettronica di fondo e nelle applicazioni optoelettroniche”, ha affermato Chengbao Jiang, professore presso la School of Materials Science and Engineering presso l’Università di Beihang e capo PI del gruppo di ricerca.

La spintronica lo è tecnologia emergente Utilizza lo spin degli elettroni per codificare le informazioni, accelerare l’elaborazione dei dati, aumentare la densità del circuito e ridurre il consumo energetico. Una nuova branca della spintronica, chiamata optospintronica, utilizza l’ottica o la luce per misurare o controllare lo spin di un elettrone.

“Queste proprietà ottiche anisotropiche possono essere utilizzate per progettare nuovi dispositivi funzionali, inclusi fotorilevatori, generatori di luce polarizzata linearmente, sensori di deformazione e dispositivi a reticolo artificiale”, ha affermato il co-autore principale Shengxue Yang dell’Università di Beihang.

I COV, che formano una struttura cristallina di atomi di vanadio, ossigeno e cloruro, sono solo uno dei tanti materiali che possono essere separati meccanicamente in strati ultrasottili e presentano proprietà fisiche dipendenti dall’orientamento e dall’orientamento. Grafene, un singolo strato di carbonio in una struttura a nido d’ape, f fosforo neroun materiale strutturalmente simile al grafene ma invece composto da atomi di fosforo, è stato caratterizzato sia per la sua resistenza che per la capacità di condurre calore ed elettricità, con il fosforo nero potenzialmente un sostituto del grafene più tossico nelle applicazioni biomediche.

mentre il Proprietà fisiche Poiché i materiali bidimensionali sono spesso teorizzati attraverso calcoli predittivi, i materiali ultrasottili devono essere descritti sperimentalmente per confermare le loro proprietà meccaniche, ottiche, magnetiche e di altro tipo. I risultati sperimentali sono spesso coerenti con i calcoli teorici e possono essere utilizzati per confermare sia la qualità che la composizione del materiale composito. Attraverso la conferma sperimentale delle proprietà fisiche dei materiali ultrasottili, le caratteristiche uniche possono essere sfruttate per le applicazioni nanotecnologiche emergenti in futuro, tra cui il calcolo quantistico, il rilevamento della forza e lo stoccaggio di energia.

maggiori informazioni:
Tianle Zhang et al, Forte anisotropia ottica nel piano in 2D van der Waals antiferromagnet VOCl, Nano ricerca (2023). DOI: 10.1007/s12274-022-5358-0

Fornito da Tsinghua University Press

la citazione: L’ossicloruro di vanadio ultrasottile dimostra forti proprietà di anisotropia ottica (2023, 6 gennaio) Estratto il 6 gennaio 2023 da https://phys.org/news/2023-01-ultrathin-vanadium-oxychloride-strong-optical.html

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