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admin5个月前338浏览量

二维半导体在量子核算和未来电子学范畴具有宽广的使用远景。现在,研讨人员能够将金属金转化为半导体,并在氮化硼纳米管上定制原子化资料。金是一种导电资料,已广泛用于电子器件的互连。跟着电子产品变得更小、更强壮,所触及的半导体资料也缩小了。但是,使用现有的规划,核算机现已变得尽可能小——为了打破这一妨碍,研讨人员深入研讨量子核算背面的物理原理以及量子力学中黄金的不寻常行为。研讨人员能够将黄金转换成由单层原子构成的半导体量子点。

博科园:它们的能隙,或带隙,是由量子约束构成——当资料的标准变得十分小,挨近分子标准时,它们的行为就像原子相同,这是一种量子效应。这些二维金量子点能够用在电子器件中,带隙是一个原子一个原子可调。用单层原子制作点是很扎手,更大的应战是定制它们的特性。密歇根理工大学研讨人员在氮化硼纳米管上发现,能够用金量子点来做简直不行能的作业,在《ACS Nano》上宣布了一篇新论文,其重点是研讨金点在原子间集合的机制。密歇根理工大学物理学教授约克钦雅普(Yoke Khin Yap)领导了这项研讨。

  • 二维半导体在量子核算和未来电子学范畴具有宽广的使用远景。现在,研讨人员能够将金属金转化为半导体,并在氮化硼纳米管上定制原子化的资料。图片:Bill Tembreull/Michigan Tech

研讨团队调查到的行为(原子水平上对金量子点的操作)能够用扫描透射电子显微镜(STEM)调查到。茎的高能电子束使Yap等研讨人员能够实时调查原子运动,并提醒了金原子与氮化硼纳米管外表的相互作用。基本上,金原子沿着纳米管外表滑动,它们安稳地悬浮在氮化硼纳米管六边形蜂窝结构的上方。原子滑移和中止与所谓的能量选择性堆积有关。在试验室里,研讨小组取了一组氮化硼纳米管,并在其上撒上一层金雾;雾中的金原子要么以多层纳米颗粒的方式附着在纳米管上,要么从纳米管上弹回来。

但一些能量更高的原子沿着纳米管圆周滑动并安稳下来,然后开端集合成金量子点的单层。研讨小组发现,在其他安稳的金颗粒之后,黄金会优先堆积。氮化硼纳米管外表原子润滑,外表没有缺点,是一个摆放规整的蜂窝状结构。纳米管在化学上是慵懒的,纳米管和金原子之间没有物理键。这很像滑雪:你不行能在没有雪的高低不平、黏糊糊的山上滑雪,抱负的条件会让滑雪变得更好,纳米管润滑的外表就像新鲜粉末。

为未来电子和量子核算寻觅新资料的作业使研讨人员走上了许多路途。Yap期望经过证明金的有效性,其他研讨人员将遭到启示,在分子标准上重视其他金属单分子层。这是一个愿望纳米技能,这是一种分子标准的技能,在可见光光谱中有一个抱负的带隙,能够经过原子来调理,电子和光学设备有很大的潜力。该团队的下一步作业包含进一步表征和整合设备制作,以演示全金属电子。潜在地,金属原子的单层膜能够构成未来电子产品的全体,这将节约很多的制作动力和资料。

博科园-科学科普|研讨/来自: 密歇根理工大学

参阅期刊文献:《ACS Nano》

DOI: 10.1021/acsnano.8b09559

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