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新方法用二維材料控制電子

  • 發(fā)布時(shí)間：2015-12-29 02:29:43  來源：科技日?qǐng)?bào)  作者：佚名  責(zé)任編輯：羅伯特

　　科技日?qǐng)?bào)北京12月28日電 （記者房琳琳）新加坡國(guó)立大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種控制電子的新方法，能把電子封閉在由原子厚度的材料制成的設(shè)備中。這項(xiàng)由該校理學(xué)院先進(jìn)二維材料中心教授安東尼奧·卡斯托·尼托領(lǐng)導(dǎo)的研究成果發(fā)表在《自然》雜志上。

　　幾乎所有現(xiàn)代技術(shù)比如電機(jī)、燈泡和半導(dǎo)體芯片要通過設(shè)備控制電流，電子不僅小而且運(yùn)動(dòng)快，還相互排斥，人們很難直接控制電子的運(yùn)動(dòng)。若要控制電子的行為，很多半導(dǎo)體材料需要摻雜化學(xué)物質(zhì)，摻雜物在材料中釋放或吸收電子，改變電子濃度來驅(qū)動(dòng)電流。然而，摻雜化學(xué)物具有局限性，它們會(huì)造成材料的不可逆化學(xué)變化。

　　研究團(tuán)隊(duì)將原子厚度的兩種材料——鈦硒醚與氮化硼封裝在一起，僅將外部電子和磁場(chǎng)施加到組合材料上，就能起到化學(xué)摻雜物的作用，精確地控制電子的行為并使之可逆。其中，兩種材料的厚度很關(guān)鍵，將電子封閉到二維材料涂層內(nèi)部，電場(chǎng)和磁場(chǎng)就獲得了統(tǒng)一。

　　尼托說：“我們能讓材料變成超導(dǎo)體，而整個(gè)材料中的電子移動(dòng)沒有任何能量或熱的損失。”原子厚度的二維超導(dǎo)材料比傳統(tǒng)超導(dǎo)體更有優(yōu)勢(shì)，比如可應(yīng)用于更小的便攜式磁共振成像（MRI）儀器上。

　　這項(xiàng)耗時(shí)兩年開發(fā)的技術(shù)給高溫超導(dǎo)和其他固態(tài)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)帶來了曙光，待測(cè)材料種類繁多，大大拓寬了固態(tài)材料科學(xué)的可能性。但目前的材料需要零下270攝氏度的超低溫度來產(chǎn)生功能。研究團(tuán)隊(duì)下一步將開發(fā)高溫二維超導(dǎo)材料，以實(shí)現(xiàn)很多令人興奮的應(yīng)用，如無(wú)損耗電氣線路、MRI和懸浮列車等。

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