Các nhà nghiên cứu của Đại học Illinois nâng cao hiểu biết của chúng ta về vật liệu bán dẫn bằng cách khám phá tính chirality. Nghiên cứu của họ, dẫn đầu bởi Giáo sư YingDiao, đi sâu vào cách biến đổi các polyme achirin để tạo ra các cấu trúc bất đối. Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các công nghệ tiên tiến và nêu bật tính phức tạp cũng như tiềm năng của vật liệu bất đối xứng.
Một nghiên cứu mới do các nhà hóa học tại Đại học Illinois tại Urbana-Champaign dẫn đầu mang đến một góc nhìn mới về sự phát triển của vật liệu bán dẫn có thể làm được những điều mà vật liệu silicon truyền thống không thể làm được - khai thác sức mạnh của chirality, một hình ảnh phản chiếu không thể xếp chồng lên nhau.
Chirality là một trong những chiến lược mà thiên nhiên sử dụng để xây dựng các cấu trúc phức tạp, trong đó chuỗi xoắn kép DNA có lẽ là ví dụ nổi tiếng nhất - hai chuỗi phân tử được kết nối bằng một "xương sống" phân tử và xoắn sang phải.
Trong tự nhiên, các phân tử bất đối như protein có thể cung cấp năng lượng điện rất hiệu quả bằng cách vận chuyển có chọn lọc các electron có cùng hướng quay.
Nghiên cứu về việc bắt chước tính chất của thiên nhiên
Trong nhiều thập kỷ, các nhà nghiên cứu đã nỗ lực mô phỏng tính chất chirality của tự nhiên trong các phân tử tổng hợp. Một nghiên cứu mới do Ying Diao, giáo sư hóa học và hóa học phân tử sinh học dẫn đầu, đã nghiên cứu tác động của các sửa đổi khác nhau đối với một loại polyme achirin có tên là DPP-T4 để hình thành các cấu trúc xoắn ốc bất đối trong vật liệu bán dẫn dựa trên polymer. Các ứng dụng tiềm năng bao gồm pin mặt trời hoạt động giống như lá cây, máy tính khai thác trạng thái lượng tử của điện tử để tính toán hiệu quả hơn và các kỹ thuật hình ảnh mới thu thập thông tin theo ba chiều thay vì hai chiều.
Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí "ACS Central Science".
Kết quả nghiên cứu và thử nghiệm
Diao cho biết: "Ban đầu, chúng tôi nghĩ rằng việc điều chỉnh tinh tế cấu trúc của phân tử DPP-T4 - bằng cách thêm hoặc thay đổi cấu trúc của phân tử DPP-T4 để tương tác với xương Sử dụng tán xạ tia X và
Diao cho biết: "Những gì chúng tôi quan sát được là hiệu ứng Goldilocks". Bằng cách kiểm tra khả năng bẻ cong ánh sáng phân cực của các cấu trúc này - một thử nghiệm về tính chir - chúng tôi rất ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng những mảnh này cũng có thể xoắn lại thành các cấu trúc bất đối kết dính."
Phát hiện của nhóm nghiên cứu đã làm sáng tỏ thực tế là không phải tất cả các polyme đều hoạt động giống nhau khi bắt chước sự vận chuyển điện tử hiệu quả trong các cấu trúc bất đối. Báo cáo nghiên cứu chỉ ra rằng điều quan trọng là không bỏ qua các cấu trúc trung gian phức tạp được hình thành để khám phá các pha chưa biết, điều này có thể dẫn đến các tính chất cơ học, điện tử và quang học chưa từng có.