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运输属性

运输属性

Dirac锥体 could exist in bismuth–antimony films

17 Apr 2012 IsabelleDumé.
双堂和米尔德里德的德莱赫州发现新的Diac锥体

美国物理学家已经完成了建议的计算“Dirac cones”存在于由铋和抗胰肿瘤制成的薄膜中。这是一个意想不到的结果,因为到目前为止,这种锥体只能在石墨烯及其表弟材料的石墨中看到。虽然预测尚未在实验室中进行测试–并且仅适用于超低温度–研究人员希望电影可以在下一代电子设备中使用。

Dirac Cones是2D材料的电子带结构中的特征,其中导通和价带在费米水平的单点中相遇。频带以线性方式接近这一点,这意味着传导电子(和孔)的有效动力能量与它们的瞬时成比例。这种不寻常的关系通常只能看到对无线的光子,因为在非相对论速度下的电子和其他物质颗粒的能量通常取决于它们的动量的平方。结果是Diac Cones中的电子表现得像它们是不具有休息质量的相对论颗粒,以极高的速度穿过材料–可以利用以制造超快晶体管的财产。

比石墨烯好吗?

到目前为止,Dirac锥体只在石墨烯中看到(最近“graphynes”)有两个这样的(不平等)锥体,但是在马萨诸塞术学院的双唐和米尔德里德·德雷斯州立了一个数学模型,表明单个Dirac锥体可以存在于2D铋中–antinomy films. “不仅如此,我们期望在铋中发现的单个锥体–锑可以做石墨烯[Dirac Cones]可以做的所有事情,更好!” says Tang. “例如,石墨烯中的狄拉基锥是各向同性的,因此可以由该材料制成的各种装置是有限的。然而,具有广泛各向同性的Dirac锥体可以在铋中构建–锑膜,可以增加可能制造的潜在设备类型的东西。”

Bismuth–具有Dirac Cones的锑膜极好地进行电力,同时具有低导热率,两个性能使它们具有有前途的热电材料–将热量转换为有用的电能的物质。 Tang和Dresselhaus表示,他们现在可以制作具有不同带隙的准迪拉姆,这将大大增加材料中每次充电载波的熵(测量热电性能)而不破坏导电性。“基本上,如果您想产生电流,则需要在样品中具有温度差异,” explains Tang. “在这方面,铋–对于空间站和卫星的应用,锑膜可能特别有趣的是,通过利用航天器之间的差异来产生电力的卫星’面对阳光和阴影的侧面。”

电子应用程序

据唐,薄膜还可以形成下一代电子设备的基础材料。“电子速度在由铋制成的装置中–锑将比当前硅装置中的数百次大,” he says. “同时,这里可以详细阐述不同各向异性的各向异性的事实意味着不同的装置可以由相同类材料制成,这将大大节省制造成本。”

The MIT group’S的计算已发表在 纳米字母.

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