ทีมนักวิจัยจากห้องปฏิบัติการ ของมหาวิทยาลัยนอร์ทฟลอริดา ร่วมกับนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ เป็นทีมแรกที่ได้สังเกตความเป็นไฟฟ้าแบบอสมมาตรในผลึกเชิงวิศวกรรมที่ทำจากโครงสร้างเฮเทอโรอิเล็กทริกออกไซด์ เอฟเฟกต์นี้สามารถใช้ในการออกแบบวัสดุที่มีโครงสร้างนาโนพร้อมคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ปรับแต่งได้ ถูกค้นพบเมื่อร้อยปีที่แล้วและเกิดขึ้นในผลึกที่เกิดขึ้น
ตามธรรมชาติ
ปัจจุบันมีการนำไปใช้ประโยชน์ในแอปพลิเคชันเทคโนโลยีที่หลากหลาย รวมถึงการจัดเก็บข้อมูลดิจิทัลและการประมวลผลแบบนิวโรมอร์ฟิค วัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริกมีโมเมนต์ไดโพลไฟฟ้าถาวรในลักษณะเดียวกับที่ลูกพี่ลูกน้องเฟอร์โรแมกเนติกของพวกมันมีไดโพลแม่เหล็กถาวร ข้อได้เปรียบ
ของเฟอร์โรอิเล็กทริกคือโมเมนต์ไดโพลของพวกมันสามารถกำหนดทิศทางได้โดยใช้สนามไฟฟ้า ซึ่งสร้างได้ง่ายกว่าสนามแม่เหล็กที่ใช้ในการจัดการกับวัสดุแม่เหล็กไฟฟ้า เฟอร์โรอิเล็กทริกมักจะมีสองสถานะที่เสถียรโดยมีโพลาไรซ์ไฟฟ้าสองขั้วที่เท่ากันและตรงข้ามกัน ทีมนักวิจัยที่นำได้ค้นพบ
ปรากฏการณ์ใหม่อย่างสมบูรณ์ ซึ่งมีสถานะโพลาไรเซชันที่เสถียรไม่เท่ากันสองสถานะ พวกเขาพบเฟอร์โรอิเล็กทริกแบบอสมมาตรนี้ในผลึกเชิงวิศวกรรมที่ทำจากโครงสร้างเฮเทอโรอิเล็กทริกออกไซด์ที่มีส่วนประกอบโมเลกุลบางระดับอะตอมสามตัวซ้อนทับกัน ทำลายสมมาตรผกผันนักวิจัยได้สังเกตผลใหม่นี้
โดยการจัดลำดับการเรียงซ้อนของชั้นโมเลกุลในลักษณะที่ทำลายความสมมาตรแบบผกผัน ในขณะที่โครงสร้างผลึกที่อุณหภูมิสูงของเฟอร์โรอิเล็กทริกที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติจะคงความสมมาตรแบบผกผันไว้ – พิกัดของโครงตาข่ายคริสตัลจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อสะท้อนผ่านจุดศูนย์กลางสมมาตร
ผลึกเชิงวิศวกรรมแบบใหม่จะทำลายสมมาตรแบบผกผันที่ทุกอุณหภูมิ “การทำลายสมมาตร ผกผันเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับโพลาไรเซชันทางอิเล็กทรอนิกส์” วรุส่าวธนะกล่าวกับ“เราพบว่าโดยการออกแบบคริสตัลเหล่านี้มีโพลาไรซ์แม้ในอุณหภูมิสูง เมื่ออุณหภูมิลดต่ำลง การวัดทางไฟฟ้าของเราเผยให้เห็นว่า
พวกมันแสดง
การตอบสนองแบบบิสเทเบิลที่ผิดปกติโดยมีสถานะโพลาไรเซชันที่ไม่เท่ากันสองสถานะ ซึ่งเป็นการตอบสนองแบบอสมมาตรที่ควบคุมโดยการขาดความสมมาตรในตัวที่อุณหภูมิสูง” ความสมมาตรเป็นแนวคิดที่สำคัญมากในฟิสิกส์ และเป็นวิธีพื้นฐานในการแสดงกฎของมัน เนื่องจากมันเกี่ยวข้อง
กับการอนุรักษ์ปริมาณ เช่น พลังงาน โมเมนตัม และประจุ การทำลายสมมาตรมีความสำคัญพอๆ กันและสามารถทำให้ระบบซับซ้อนขึ้นได้ ตัวอย่างทั่วไปของการแตกตัวของสมมาตรคือน้ำ ซึ่งมีลักษณะเหมือนกันทุกทิศทางในสถานะของเหลว แต่จะเหมือนกันเพียง 6 ทิศทางเมื่อผ่านการเปลี่ยนสถานะ
และกลายเป็นเกล็ดหิมะ ในการทดลองของพวกเขา และเพื่อนร่วมงานได้แนะนำสายพันธุ์เข้าไปใน “ซูเปอร์แลตทิซ” ที่ทำจากไดอิเล็กตริกและเฟอร์โรอิเล็กตริกไททาเนตเฟสซ้อนกันของ CaTiO 3 (CTO), SrTiO 3 (STO) และ BaTiO 3 (BTO) ในรูปแบบจำนวนมาก วัสดุเหล่านี้ล้วนมีค่าคงที่ของแลตทิซ
ที่แตกต่างกัน (ขนาดทางกายภาพของเซลล์หน่วยในคริสตัลแลตทิซ) และลำดับที่พวกมันวางซ้อนกันจะควบคุมความสมมาตรของสนามความเครียดตามทิศทางการเรียงซ้อน สิ่งนี้นำไปสู่ความสัมพันธ์ของพลังงานที่ไม่สมมาตรกับความสัมพันธ์ของโพลาไรเซชันทางไฟฟ้า
วัสดุประเภทอื่นนักวิจัยตรวจสอบความเครียดในซูเปอร์แลตทิซโดยใช้การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ และพบว่ามันทำให้เฟสต่างๆ ในระบบถูกยึดในระนาบกับค่าคงที่แลตทิซของวัสดุพิมพ์ สิ่งนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงค่าคงที่โครงตาข่ายนอกระนาบของแต่ละเฟสที่เป็นส่วนประกอบ ซึ่งเป็นสิ่งที่สร้างสมมาตร
ผกผันหักในทิศทางการซ้อน พวกเขาอธิบาย แท้จริงแล้ว ทั้งระดับและทิศทางของความไม่สมมาตรของโพลาไรเซชันในคริสตัลเทียมเหล่านี้สามารถปรับได้ด้วยสถาปัตยกรรมการซ้อนกันของส่วนประกอบโมเลกุล เฟอร์โรอิเล็กทริกแบบอสมมาตรแบบใหม่ที่เราสังเกตเห็นนั้นอธิบายถึงวัสดุประเภทต่างๆ
ซึ่งอาจมี
การใช้งานที่ไม่คาดคิด” พวกเขากล่าว “เราหวังว่าผลงานชิ้นนี้จะกระตุ้นการสืบสวนเชิงทดลองและเชิงทฤษฎีเพิ่มเติม ซึ่งไม่เพียงแต่จะนำไปสู่ความเข้าใจเชิงควอนตัมของสภาวะอสมมาตรนี้เท่านั้น แต่ยังใช้ประโยชน์จากศักยภาพของการทำลายสมมาตรในระดับอะตอม เพื่อให้ได้วัสดุโครงสร้างนาโน
ที่มีคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ปรับแต่งโดยการออกแบบ” เข้ากับเครือข่ายพอลิเมอร์โดยตรง อีกเส้นทางหนึ่งใช้วิธีแบบ “แขก-เจ้าบ้าน” ซึ่งนำอนุภาคนาโนที่แอคทีฟเข้าสู่เมทริกซ์โพลิเมอร์ (ไฮบริด) เส้นทางนี้สามารถตรงไปตรงมาได้ตราบเท่าที่อนุภาคนาโนของผู้เข้าพัก “ตรงกัน” กับระบบโฮสต์
กล่าวอีกนัยหนึ่งตราบเท่าที่สามารถกระจายตัวเป็นเนื้อเดียวกันและยังคงรักษาคุณสมบัติที่ใช้งานอยู่ภายในเมทริกซ์ฐานรากนักวิจัย แสดงให้เห็นเมื่อเร็ว ๆ นี้ว่าระบบวัสดุประเภทหลังที่เรียกว่า ในการทดลองพิสูจน์หลักการ พวกเขาแนะนำอนุภาคนาโนซิลิกาขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 48 นาโนเมตร
และ 380 นาโนเมตรในเมทริกซ์ Ormocer และศึกษาพฤติกรรมของวัสดุเมื่อส่องด้วยพัลส์เลเซอร์เฟมโตวินาที ตัวอย่างของผลลัพธ์แสดงอยู่ในรูป “โครงสร้างละเอียด” ซึ่งเผยให้เห็นรูปแบบ 3 มิติที่ซับซ้อนที่สร้างขึ้นในนาโนคอมโพสิตขนาด 48 นาโนเมตร (คู่ภาพซ้าย) และชื่อย่อของสถาบันในระบบที่มีอนุภาค
นอกจากวัสดุใหม่แล้ว พื้นที่สำคัญอีกประการหนึ่งของการพัฒนาสำหรับการพิมพ์ขนาดเล็ก 3 มิติยังเกี่ยวข้องกับออปติกที่ใช้ในการควบคุมตำแหน่งของโฟกัสเลเซอร์ในระหว่างกระบวนการพิมพ์ เป้าหมายในที่นี้คือการกำหนดตำแหน่งของโฟกัสอย่างรวดเร็วและแม่นยำ ด้วยเหตุนี้ กระจก จึงได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้น เนื่องจากมีมวลเคลื่อนที่น้อยกว่าระยะเชิงเส้นที่มีความแม่นยำสูงอย่างมาก
Credit : เว็บสล็อตแท้ / สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์
