Sciencemag.cz
Doporučujeme
Ovládat elektrickou vodivost materiálů je možné také jejich přepínáním mezi 2D a 3D formou.
Takayoshi Katase z Tokyo Institute of Technology a jeho kolegové především upozorňují na samotnou existenci materiálů, kde lze vratně měnit jejich „rozměrovost“, tj. to, zda základní jednotka je dvoj- nebo trojdimenzionální. Tuto vlastnost má mít zkoumaná slitina olova, cínu a selenu (Pb1-xSnx)Se, respektive slitina dvou selenidů. Olovnaté a cínaté ionty přitom preferují jinou strukturu, čistý SnSe je 2D materiálem, PbSe krystalizuje ve 3D. Selenid cínatý je klasickým polovodičem s šířkou zakázaného pásu 1,1 eV podobně jako u křemíku, selenid olovnatý má zakázaný pás 0,3 eV a mobilita elektrického náboje je v tomto materiálu řádově vyšší.
Slitina (Pb 1-x Sn x)Se ve 3D formě funguje navíc jako topologický izolátor. Pomocí vnějších vlivů lze strukturu převést do podoby 2D, což se projeví změnou elektrické vodivosti a obecně fázovým přechodem materiálu. Vědci konkrétně prozkoumali přechod u materiálu PbSnSe2, který se jim podařilo vyvolat změnou teploty. Za nižší teploty byla stabilní krystalová struktura 2D, za vyšší 3D, která navíc vykazovala řádově nižší elektrický odpor. Ke změně došlo skokově, tak jako je obvyklé při fázových přechodech.
Takayoshi Katase et al, Reversible 3D-2D structural phase transition and giant electronic modulation in nonequilibrium alloy semiconductor, lead-tin-selenide, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abf2725
Zdroj: Tokyo Institute of Technology / Phys.org
Poznámka: Z pohledu praktického využití je ovšem otázka, kolik materiálů takhle podivnou vlastnost vůbec bude mít.
