심하게 풍성한 : 실리콘에서 메이저 사이트 동위 원소를 풍부하게하는 에너지 효율적인 방법
과학자들은 실리콘 표면을 사용하여 더 무거운 동위 원소에 대한 빛의 메이저 사이트를 교환하여보다 내구성있는 전자 장치로가는 길을 열어주는 저렴한 반응을 발견했습니다..
메이저 사이트 원자의 무겁지만 덜 풍부한 버전 인 중메이저 사이트는 불행히도 중메이저 사이트를 생산하고 실리콘 기반 반도체를 보호하기 위해서는 많은 에너지와 매우 비싼 중메이저 사이트 가스가 필요합니다 나노 결정 실리콘 표면의 중메이저 사이트에 대한 메이저 사이트 원자를 스왑하기위한 에너지 효율적인 교환 반응을 발견했다 비용과 환경 영향을 낮게 유지하는 동안 전자 장치.
20 세기 초 동위 원소의 발견은 물리 역사상 핵심 순간을 표시했으며 원자 핵무기에 대한 훨씬 더 세련된 이해가 이루어졌습니다. 동일한 수의 양성자이지만 다른 수의 중성자는 질량이 다양합니다. 이러한 질량의 차이는 방사성 붕괴 속도와 같은 원자의 특정 물리적 특성을 근본적으로 변경할 수 있습니다. 핵분열 반응기의 반응 경로 등.
요소의 대부분의 동위 원소는 유사한 화학적 특성을 공유하지만, 지구상의 대부분의 메이저 사이트 원자는 하나의 양성자와 하나의 전자를 함유하지만, 하나의 중성자 (중성자) 또는 하나의 중성자 (중성자)를 갖는 메이저 사이트 동위 원소가 있습니다. 두 개의 중성자 (tritium)는 본질적으로 '정상적인'메이저 사이트보다 두 배가된다 예를 들어, 그것은 생화학 적 과정을 조사하기 위해 단백질과 같은 분자를 표지하고 추적하는 데 사용될 수 있습니다.
중메이저 사이트의 또 다른 중요한 적용은 반도체 기반 반도체의 표면에 실리콘 원자가 쉽게 벗어나지 않도록 메이저 사이트로 '통행'되어야합니다. 그러나 여전히 완전히 이해되지 않은 메커니즘을 통해 마이크로 칩, 배터리 및 태양 전지는 메이저 사이트 대신 중메이저 사이트를 사용하여 탈착을 초래합니다. 확률은 약 100 배 낮으며, 중메이저 사이트가 곧 전자 장치에서 필수 성분이 될 수 있음을 암시합니다.
다행스럽게도, Takahiro Matsumoto 교수가 이끄는 과학자 팀은이 연구에서 공개 된 실리콘 표면을 풍부하게하는 에너지 효율적인 전략을 발견했습니다.물리 검토 자료, 일본 원자 에너지 기관의 Takashi Ohhara 박사와 교토 대학의 Yoshihiko Kanemitesu 박사와 협력하여 수행되었습니다.
연구자들은 메이저 사이트에서 중메이저 사이트로의 독특한 교환 반응이 나노 결정 실리콘 (N-SI)의 표면에서 발생할 수 있음을 발견했습니다. 이 분광법 기술은 샘플에 중성자를 조사하고 생성 된 원자 운동 또는 결정 진동을 분석합니다 양자 메커니즘에 기초한 분광법 방법 및 에너지 계산은 N-SI 표면의 메이저 사이트 종단을 중메이저 사이트로 대체하는 것을 선호하는 기본 메커니즘을 밝혀냈다. 교환 공정은 메이저 사이트와 중메이저 사이트 사이의 표면 진동 모드의 차이와 밀접한 관련이있다. 종료 된 N-Si.“우리는 액체상에서 수행 된 실험에서 N-SI에서 표면 중메이저 사이트 원자의 농도가 4 배 증가했습니다.”
N-SI 표면에 양자 효과를 악용하는이 혁신적인 전략은“우리가보고 한 효율적인 메이저 사이트-자궁 부 교환 반응을 조달하고 사용하는 새로운 방법으로 나아갈 수 있습니다. Matsumoto 박사는 환경 친화적 인 중메이저 사이트 강화 프로토콜을보다 내구성있는 반도체 기술로 이어집니다.
NCU 팀은 또한 이론적으로 메이저 사이트가 무거울수록 교환 반응의 효율이 높을수록 N-SI에서 삼상 원자의보다 효율적인 농축을 기대할 수 있습니다. 삼중 메이저 사이트 오염 된 물을 정화 할 가능성에 따라 우리는 이것이 긴급하게 해결해야 할 문제라고 생각합니다. ".
이 작업의 결과로 인해 지구상의 피해를 입지 않고 메이저 사이트의 무거운 동위 원소로부터 더 많은 혜택을받을 수 있기를 바랍니다..
요소의 대부분의 동위 원소는 유사한 화학적 특성을 공유하지만, 지구상의 대부분의 메이저 사이트 원자는 하나의 양성자와 하나의 전자를 함유하지만, 하나의 중성자 (중성자) 또는 하나의 중성자 (중성자)를 갖는 메이저 사이트 동위 원소가 있습니다. 두 개의 중성자 (tritium)는 본질적으로 '정상적인'메이저 사이트보다 두 배가된다 예를 들어, 그것은 생화학 적 과정을 조사하기 위해 단백질과 같은 분자를 표지하고 추적하는 데 사용될 수 있습니다.
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다행스럽게도, Takahiro Matsumoto 교수가 이끄는 과학자 팀은이 연구에서 공개 된 실리콘 표면을 풍부하게하는 에너지 효율적인 전략을 발견했습니다.물리 검토 자료, 일본 원자 에너지 기관의 Takashi Ohhara 박사와 교토 대학의 Yoshihiko Kanemitesu 박사와 협력하여 수행되었습니다.
연구자들은 메이저 사이트에서 중메이저 사이트로의 독특한 교환 반응이 나노 결정 실리콘 (N-SI)의 표면에서 발생할 수 있음을 발견했습니다. 이 분광법 기술은 샘플에 중성자를 조사하고 생성 된 원자 운동 또는 결정 진동을 분석합니다 양자 메커니즘에 기초한 분광법 방법 및 에너지 계산은 N-SI 표면의 메이저 사이트 종단을 중메이저 사이트로 대체하는 것을 선호하는 기본 메커니즘을 밝혀냈다. 교환 공정은 메이저 사이트와 중메이저 사이트 사이의 표면 진동 모드의 차이와 밀접한 관련이있다. 종료 된 N-Si.“우리는 액체상에서 수행 된 실험에서 N-SI에서 표면 중메이저 사이트 원자의 농도가 4 배 증가했습니다.”
N-SI 표면에 양자 효과를 악용하는이 혁신적인 전략은“우리가보고 한 효율적인 메이저 사이트-자궁 부 교환 반응을 조달하고 사용하는 새로운 방법으로 나아갈 수 있습니다. Matsumoto 박사는 환경 친화적 인 중메이저 사이트 강화 프로토콜을보다 내구성있는 반도체 기술로 이어집니다.
NCU 팀은 또한 이론적으로 메이저 사이트가 무거울수록 교환 반응의 효율이 높을수록 N-SI에서 삼상 원자의보다 효율적인 농축을 기대할 수 있습니다. 삼중 메이저 사이트 오염 된 물을 정화 할 가능성에 따라 우리는 이것이 긴급하게 해결해야 할 문제라고 생각합니다. ".
이 작업의 결과로 인해 지구상의 피해를 입지 않고 메이저 사이트의 무거운 동위 원소로부터 더 많은 혜택을받을 수 있기를 바랍니다..
중메이저 사이트를 사용한 나노 크리 스탈린 실리콘 (N-SI)의 표면을 풍성화
HDO 분자 (중메이저 사이트 : 빨간색 구체, 메이저 사이트 : 핑크 구체, 산소 : 녹색 구체, 실리콘 : 청색 구체) .
이미지 제공 : NCU 일본의 Takahiro Matsumoto
이미지 제공 : NCU 일본의 Takahiro Matsumoto
| 원본 용지 제목 : | 비탄성 중성자 산란 분광법에 의한 나노 결정 실리콘에서 국소화 된 표면 포논의 결정 및 중메이저 사이트 동위 원소 농축에 대한 적용 |
| 저널 | 물리 검토 자료 |
| doi : | 10.1103/PhysRevMaterials.5.066003 |
일본 나고야시 대학교에서 마츠모토 교수에 대해
Takahiro Matsumoto는 2015 년부터 Nagoya City University의 교수로 활동했습니다. 그는 일본 Stanley Electric Co.에서 15 년 동안 Physis에서 석사 학위를 취득했습니다. 그는 일본의 Muon과 Meson Science의 회원과 일본 응용 물리학 협회의 일원입니다 나노 물질, 광자, 광학, 양자 전자 장치 및 나노 구조 화학 및 물리학 주제에 관한 4 권의 책과 백서가 있습니다.
자금 지원 정보
이 연구는 JSPS Kakenhi Grant No. 20H04455와 교토 대학교 화학 연구소의 공동 연구 프로그램 (Grant No. 2020-97)에 의해 뒷받침되었습니다.