室溫欺詐可以革新未來的電子產品

由金屬和某些元素製成的單聚合物材料引起了人們的注意，這是電子和基於光的設備的未來的有希望的基礎。這些材料只是一個厚的原子，具有可以調節的獨特能量特性。這樣的材料（稱為Tungsten deslenide）特別有趣，因為它可以釋放出非常有效的光 – 如果其內部能量結構處於正確的狀態。但是它釋放光的能力在很大程度上取決於溫度。這就是為什麼了解溫度如何影響該材料的能量行為對於可靠和高效設備的開發很重要。

史蒂文斯技術學院的安妮·張博士探索了溫度變化如何影響陶氏鎢透明釋放光的能力。他們的研究發表在《 Micromachines》雜誌上，研究了兩種類型的內部能量結構（稱為“直接”和“間接”能量差距的差異。能量隙（通常稱為帶隙）是沒有電子狀態的材料中的一個範圍，並且它在確定材料能夠執行電或釋放光的情況下起著關鍵作用。在頻帶的直接間隙中，材料可以更有效地發射光，而在間接間隙中，該過程較慢且效率較低。這些屬性對LED和LASER等批評。為了理解這種行為，研究人員將實驗室測試與基於量子物理的高級計算機模擬相結合，這是科學，它解釋了像電子這樣的小粒子的行為。

通過仔細測試鎢的迪斯尼尼德如何將光發射到各種溫度下，他們發現發光的光行為不是固定的。在較冷的溫度下，發射的光具有更高的能量，並且更加確定，這表明該材料具有一種能量結構，使得很難有效釋放光。隨著溫度的升高，光線以一種表明材料在光發射中變得越來越有效的方式移動。這種有效的狀況達到了室溫周圍的最佳點。但是隨著材料的加熱，它開始失去這種能力，光線消失了。

這種行為轉移表示在溫度下的敏感鎢蛋白的敏感性。張博士解釋說：“我們的研究表明，單利鎢二苯胺處於間接帶的間隙和在室溫下直接直接的過渡限制。”從更簡單的角度來看，在室溫下，材料位於兩個能量狀態之間的邊緣 – 一種允許強光發射，一種不允許。這意味著即使很小的溫度變化也可以以一種或另一種方式將其連接起來，從而在設計未來的設備時要了解這種平衡很重要。

為了支持他們的實驗結果，研究人員還使用計算機模型來模擬材料的原子結構如何隨溫度變化。這些模型基於一種稱為功能密度理論的方法，該方法是計算電子如何調整以及它們與材料中原子相互作用的一種方式。隨著材料的加熱，其原子分裂會擴大，這會影響能量流入其中的方式。這些模擬與他們在實驗室中看到的內容一致：當材料較冷時，能量流量不太理想光發射。隨著熱量的擴展，它進入了更高效的狀態，然後轉移回高溫。重要的是，主要的過渡發生在日常房間的條件下，從而增強了這一發現對實際使用的重要性。

這一發現對於基於光的技術設計師尤其重要。 Disseenide在室溫下釋放光線的能力使其成為發射光的二極管，激光和傳感器等產品的良好候選者。光線或LED二極管是當電力通過時會產生光的設備。但是，由於Disselenide的Tungsten Disselenide坐落在其兩種能量狀態之間的進氣點上，因此實際世界溫度波動會影響其性能。 “幫派差距是可調節的，”基本Zhangers博士只能通過調節溫度來控製材料的性質，這為新型智能，溫度敏感的電子設備打開了門。

該研究還仔細研究了材料如何用熱量擴展。他們發現，鎢的稀薄形式的二苯胺具有一層，其膨脹的幅度是其厚，多層形式的兩倍以上。大多數形式都指由許多層製成的結構時，更像是您自然或在較大的晶體中。這與其他單層材料（如圖）（如圖）相符，該發現是一層以其強度和電性能而聞名的碳原子。該觀察結果證實，極其薄的材料的行為不同，需要其設計策略，尤其是在體驗溫度變化的產品中使用時。

研究人員使用的工具之一是測試光發射，也稱為光致量。此過程涉及在材料上點亮燈並測量返回的光。它不僅有助於觀察材料的行為方式，而且還列出瞭如何隨熱量擴展的圖片。他們指出，這種方法提供了一種簡單的方法來研究這些薄材料的熱行為，通過將它們發出的光與內部能量變化聯繫起來。張博士還強調，他們的高質量樣本幾乎沒有缺陷，使他們獲得了清晰可靠的結果，這是嘗試將實驗室發現與計算機模型匹配時必不可少的。

總而言之，張博士的研究提高了我們對鎢的二氧化碳如何應對溫度的理解。他們結合了實驗室工作和基於仿真的分析，表明了這種材料的調節方式，甚至較小的溫度變化也會改變其方式。由於該材料在新的靈活，超薄和智能電子設備上找到了自己的方式，因此這項研究為它們提供了穩固的基礎，以使其更高效，更可靠的設備。

日記

Wang Y.，Zhang X。 “WSE₂直接和間接幫派間隙的實驗和理論研究。”微機械，2024年； 15（6）：761。 doi： https://dii.org/10.3390/mi15060761

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