Ferroelektrik, aynı kristal maddenin iki atom kalınlığındaki levhasının üst üste istiflenmesiyle oluşturulabilir. Bir elektrik alanına tepki olarak, bir ferroelektrik kristal birbirine zıt iki kararlı polarizasyona ayrılır. Ferroelektrikler, durumların sağlamlığı ve anahtarlamayı daha hantal bir manyetik alan yerine voltajın gerçekleştirmesi nedeniyle uçucu olmayan bellek ve diğer kullanımlar için caziptir. Kristalin tek katmanlar teoride mükemmel ferroelektriklerdir. İncelikleri, maddenin bir cihazda kapladığı hacmi ve gerekli anahtarlama alanı gücünü azaltır. Bununla birlikte, üçüncü boyutun yokluğu, tek katmanların ferroelektrik malzemelerin temel bir özelliğini sergileme yeteneğini sınırlar: düzlem dışı eksen boyunca yapısal bir asimetri.
Şimdi kristal yapılar hakkında bira bilgi verelim.
Kristalin Nedir?
Kristal bir malzemenin atom, iyon veya moleküllerden oluşan düzenli organizasyonu, kristalografide kristal yapısı olarak adlandırılır. Maddedeki üç boyutlu uzayın ana yönleri boyunca tekrar eden simetrik desenler oluşturmak için, düzenli yapılar doğal olarak bileşen parçacıkların içsel karakterinden ortaya çıkar.
Yapının birim hücresi, bu tekrar eden deseni oluşturan madde içindeki en küçük parçacık topluluğudur. Kristalin simetrisi ve yapısı, birim hücrenin ana ekseni boyunca tekrar tekrar çevrilmesiyle oluşturulan birim hücrede tamamen yansıtılır. Bravais kafesinin düğümleri yer değiştirme vektörleri tarafından belirlenir.
Kafes parametreleri veya hücre parametreleri olarak da bilinen kafes sabitleri, birim hücrenin ana eksenlerinin veya kenarlarının uzunlukları ve bunlar arasındaki açılardır. Uzay grupları fikri, kristalin simetri özelliklerini açıklamak için kullanılabilir. 230 uzay grubu, üç boyuttaki parçacıkların tüm simetrik konfigürasyonlarını açıklayabilir.
Yarılma, elektronik bant yapısı ve optik şeffaflık gibi birçok fiziksel özellik kristal yapı ve simetriden güçlü bir şekilde etkilenir.
Yazımıza tekrardan dönersek;
Changsong Xu, Hongjun Xiang ve Çin’deki Fudan Üniversitesi’ndeki ortakları tarafından oluşturulan yeni bir model, bu temel asimetrinin, kristal yapıları arasında yanlış hizalamalar olan iki tek tabakanın istiflenmesiyle nasıl oluşturulabileceğini öngörüyor.
Simetriler, 1830’lardan beri 3D kristal oluşumlarını kategorize etmek için kullanılmaktadır. 2D tek katmanlar için potansiyel yapılar matematiksel olarak tanımlanmış 80 grubu doldurmaktadır. Simetriler, çift tabakalar oluşturmak için tek tabakaların istiflenmesi ve kaydırılmasıyla oluşturulur ve yok edilir. Son araştırmalar, ferroelektrik özelliklere sahip bir çift tabakanın, aynı malzemeden bir tek tabakanın diğerinin üzerine istiflenmesi ve kaydırılmasıyla elde edilen simetri azalmasıyla üretilebileceğini öne sürdü.
Xu, Xiang ve meslektaşlarının çalışmalarına göre, akla gelebilecek tüm tek tabaka ve istifleme türleri (dönüşler ve kaymalar) tek bir grup teorisi çerçevesinde incelenebilir. Grup teorisi yöntemlerini kullanarak hangi yapıların ve istiflerin ferroelektrik ürettiğini belirleyebilirler. Ekibin genel teorisi, daha birçok istiflenmiş çift katmanlı ferroelektriklerin keşfedilmesini öngörürken, tahminleri şimdiye kadar laboratuvarda üretilen seyrek sayıda istiflenmiş çift katmanlı ferroelektriklere uyuyor.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/s39
