과학자들은 전자 특성을 개선하기 위해 다이아몬드를 늘이고 있습니다.

다이아몬드는 잘 알려진 단단한 물질이지만, 이제 홍콩 대학의 과학자들은 그 어느 때보 다 더 많이 늘릴 수있었습니다. 무엇 때문에? 나노 스케일 샘플을 늘리면 전자 및 광학 특성이 변경되어 다이아몬드 장치의 새로운 세계를 열 수 있습니다.

다이아몬드가 그다지 탄력적이지 않다고 말하는 것은 과소 평가 일 것입니다. 가장 탄력적 인 재료는 수백 %의 인장 탄성 변형에 도달 할 수 있지만 다이아몬드는 최대 0.4 % 미만으로 늘어납니다.

그러나 나노 스케일에서 다이아몬드는 이론적으로 훨씬 더 높은 탄성을 가져야합니다. 몇 년 전 홍콩 대학의 한 팀은 나노 크기의 다이아몬드 바늘을 9 %까지 늘 렸습니다.

새로운 연구에서 과학자들은 한 단계 더 나아갔습니다. 그들은 길이 1000 나노 미터, 폭 300 나노 미터 정도의 다리 모양의 다이아몬드 표본을 만들어 늘 렸습니다. 여러 사이클에 걸쳐 다이아몬드는 전체 표면에서 약 7.5 %의 탄성 변형을 보였으며 압력이 해제되면 원래 모양으로 돌아 왔습니다.

후속 테스트에서 연구원들은 샘플의 모양을 최적화 한 다음 다이아몬드를 최대 9.7 %까지 늘릴 수있었습니다. 이것은 다이아몬드의 이론적 인 탄성 한계에 가깝다고합니다.

그러나 실험은 단순히 다이아몬드를 늘리는 것이 아니라 다이아몬드로 만든 새로운 전자 부품의 길을 열 수있었습니다. 이러한 종류의 변형을 적용하면 실제로 재료의 일부 전자 및 광 특성이 변경 될 수 있습니다.

그 정도를 알아보기 위해 과학자들은 0에서 12 %까지 다양한 수준의 변형에서 다이아몬드의 전자적 특성을 모델링했습니다. 그들은 인장 응력이 증가함에 따라 다이아몬드의 밴드 갭이 감소하고 이는 본질적으로 다이아몬드가 더 전기 전도성이됨을 의미합니다.

그것은 약 9 %의 장력에서 정점을 찍었습니다. 분광기를 사용하여 과학자들은 다이아몬드 샘플의 밴드 갭이 감소하는 경향을 확인했습니다.

연구원들은 다이아몬드를 조이면 다양한 전자 응용 분야에 더 유용 할 수 있다고 말합니다.

흥미롭게도 시뮬레이션 결과 다이아몬드를 다른 결정 방향으로 9 % 이상 늘이면 밴드 갭이 간접에서 직선으로 바뀝니다. 이것은 그것을 통과하는 전자가 광자를 직접 방출하여 잠재적으로 광전자 장치를 더 효율적으로 만들 수 있음을 의미합니다.

이 연구는 Science 저널에 게재되었습니다.