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陈根:倾斜石墨烯结构,或可鞭策量子计较成长

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 楼主| 东门琦巧 发表于 2021-9-14 02:49:30 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
文|陈根

石墨烯是一种电阻率极小的材料,电子可以高效地在材料中迁移,远远横跨电子在硅、铜等传统半导体和导体中的速度,这使得石墨烯具有很是好的导电性。

自从石墨烯在2004年被发现以来,科学家们一向在寻觅将这类2D材料投入利用的方式。其原子薄的结构,加上强大的电子和导热性,电子和存储装备的开辟中展现出较大潜力。

克日,布鲁克海文国家尝试室、宾夕法尼亚等大学研讨职员发现了电子在双层石墨烯(碳的原子厚度形式)的两种分歧设置中的移动机制。未来,或可为开辟出更强大和更平安量子计较平台供给新思绪。

凡是情况下,计较机芯片是基于对电子若何在半导体,出格是硅中移动的领会。可是,硅的物理特征正在到达一个极限,即可以制造多小的晶体管,以及一个芯片上可以包容几多个。假如可以了解电子若何在二维材料的缩小尺寸中以几纳米的小标准移动,也许就可以解开另一种操纵电子停止量子信息科学的方式。

常常,当一种材料被设想成这些小标准,到达几纳米巨细时,其会将电子限制在一个尺寸与本身波长不异的空间,致使材料的整体电子和光学特征发生变化,这一进程被称为量子限制。为此,研讨职员利用石墨烯来研讨电子和光子(或光的粒子)的这些禁锢效应。



研讨职员利用一种怪异的梯度合金发展基质来发展具有三种分歧范畴结构的石墨烯:单层、贝纳尔叠层和扭曲的双层。然后,石墨烯材料被转移到一种特别基底上,使研讨职员可以探测该系统的电子和光学共振。

探测成果显现:电子在2D界面上以不异的频次往返移动。在设置中,两层材料之间的间隔明显增加,影响了电子若何由于层间相互感化而移动。此外,将其中一个石墨烯层倾斜30度,也会将共振转移到一个较低的能量上去,且电子可以增加在其中移动的层间间距。

未来,研讨职员将操纵倾斜的石墨烯制造新的装备,同时在这项研讨成果的根本上,观察向层状石墨烯结构增加分歧的材料若何影响下流的电子和光学性能。




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