מגזין הטכניון | סתיו 2021

33 אפשריים: מזעור אלקטרוני וגילוי פליטות קרינה כלומר דיפול חשמלי. בקובייה יש שש פאות, כך שהאטומים הטעונים זזים לאחת מתוך שש אפשרויות. באזורים שונים בחומר, מספר רב של אטומים שכנים זזים לאותו הכיוון, והקיטוב בכל אזור שכזה, המכונה דומיין פרואלקטרי, הוא אחיד. הטכנולוגיות המסורתיות מבוססות על השדה החשמלי הנוצר באותם אזורים. עם זאת, בשנים האחרונות מופנה מאמץ אדיר למזער את ההתקנים ולעשות שימוש בגבול שבין הדומיינים במקום בדומיינים עצמם, וכך להפוך את ההתקנים ממבנים תלת-ממדיים לדו-ממדיים. החוקרים עדיין חלוקים בדבר מה שקורה בעולם הדו- ממדי של קירות הדומיינים: כיצד מתייצב הגבול בין שני אזורים בעלי קיטוב חשמלי שונה? האם בקירות הדומיינים קיים קיטוב חשמלי אחר מזה של הדומיינים עצמם? האם אפשר לשלוט בתכונות של קירות הדומיינים באופן נקודתי? במחקר הצליחו החוקרים לפענח, בסקאלה האטומית, את מבנה האטומים ואת היערכות השדה החשמלי בקירות הדומיינים. במאמר מאששים החוקרים את ההשערהשקירות ACS Nano ב- הדומיינים מאפשרים קיום של גבול דו-ממדי בין דומיינים משום שחלק מאטומי החמצן באזורים המשותפים לשני דומיינים עוזבים את החומר ובכך מאפשרים גמישות גבוהה יותר בהיערכות השדה החשמלי המקומי. החוקרים הצליחו “להעלים” אטום חמצן בודד, והראו שפעולה זו יוצרת דיפולים הפוכים וסימטרייה חשמלית גבוהה יותר - מבנה טופולוגי ייחודי הקרוי קוודרופול. בסיוע סימולציות מחשב שערך לי שיו מאוניברסיטת ווסטרלייק שבסין הראו החוקרים כי לסילוקו של אטום החמצן השפעה רבה על התכונות החשמליות של החומר לא רק בסקאלה האטומית אלא אף בקנה מידה הרלוונטי להתקנים אלקטרוניים - למשל בהיבט של מוליכות חשמלית. פירוש הדבר הוא שהישג מדעי זה עשוי לסייע במזעורם של התקנים כאלה. יתר על כן, בשיתוף חוקרים מהקריה למחקר גרעיני נגב הראו חוקרי הטכניון כי את סילוק אטום החמצן אפשר להשיג על ידי חשיפת החומר לקרינת אלקטרונים. לכן, בנוסף לפוטנציאל הטכנולוגי של התגלית בתחום האלקטרוניקה, ייתכן שאפשר להשתמש באפקט עבור גלאי קרינה וכך לאתר מראש ולמנוע תקלות גרעיניות כדוגמת האסון שפקד לפני מספר שנים את הכור בפוקושימה. המחקר, שבוצע במתקני המיקרוסקופייה בפקולטה למדע והנדסה של חומרים, מומן על ידי הקרן הישראלית למדע וקרן פזי. המעבדה למבנים ננו וקוואנטום פונקציונליים, בראשות ד”ר עברי, פועלת בתמיכת תוכנית צוקרמן למנהיגות במדעים וטכנולוגיה. מימין לשמאל: מיה ברזילי, ד”ר יכין עברי וד”ר המפראבה אלנגובן