Ученые предоставили атомным слоям «управление»
17 сентября 2026, 14:28Наука и космосDexter0
Исследователи из Китая впервые нашли способ точно регулировать направление движения атомных слоев в двумерных скользящих сегнетоэлектриках. Авторы сравнивают этот новый механизм с «управлением», который заставляет слои вещества двигаться по заранее заданной траектории.
Данное исследование было осуществлено учеными Нинбоского университета, Восточного технологического университета Нинбо и Нинбоского института материаловедения и инженерии Китайской академии наук.
Скользящие сегнетоэлектрики представляют собой новый класс двумерных материалов, в которых электрическая поляризация меняется не из-за смещения отдельных ионов, а вследствие смещения целых атомных слоев друг относительно друга. Такая структура потенциально обеспечивает снижение энергопотребления, высокую скорость переключения и меньшую деградацию при интенсивной эксплуатации.
До настоящего времени основным препятствием оставался контроль над направлением этого скольжения. В идеальной кристаллической структуре существует множество равноправных направлений движения, поэтому заставить слои перемещаться строго в заданном направлении было сложно.
Ученые проанализировали проблему на примере двухслойного нитрида бора. Они объединили квантовые расчеты с молекулярно-динамическим моделированием, использующим потенциалы, созданные с помощью методов искусственного интеллекта. Это позволило наблюдать за поведением большого количества атомов с точностью до фемтосекунд.
Для управления движением исследователи предложили простое решение — слегка растянуть материал в одном направлении. Такая одноосная деформация нарушает симметрию кристаллической решетки и создает предпочтительный путь для смещения атомных слоев.
В результате под воздействием электрического поля слои перемещаются лишь из конфигурации BA в AB, одновременно переключая электрическую поляризацию. Именно этот эффект авторы называют управляемым межслойным скольжением.
Согласно моделированию, двухслойному нитриду бора требуется приблизительно 1,7 пикосекунды для переключения поляризации. Это на три-четыре порядка быстрее, чем характерные скорости традиционных сегнетоэлектрических материалов.
Источники:ITHomeНаука и космос0Наука31 минуту назад
Источник