วัสดุนาโนใหม่สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควอนตัม

Anonim

ทีมนานาชาติที่นำโดยผู้ช่วยศาสตราจารย์ Kasper Steen Pedersen, DTU Chemistry ได้สังเคราะห์วัสดุนาโนชนิดใหม่ที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าและแม่เหล็กทำให้เหมาะสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคตและแอพพลิเคชันอื่น ๆ ในระบบอิเล็กทรอนิกส์

Chromium-chloride-pyrazine (สูตรเคมี CrCl 2 (pyrazine) 2) เป็นวัสดุชั้นซึ่งเป็นสารตั้งต้นสำหรับวัสดุ 2 มิติที่เรียกว่า ในหลักการวัสดุ 2 มิติมีความหนาเพียงโมเลกุลเดียวและมักนำไปสู่สมบัติที่แตกต่างจากวัสดุทั่วไปในแบบ 3 มิติปกติ คุณสมบัติทางไฟฟ้าจะแตกต่างกัน ในขณะที่วัสดุ 3 มิติอิเล็กตรอนสามารถจับทิศทางได้ในวัสดุ 2 มิติพวกเขาจะถูก จำกัด ให้เคลื่อนที่ตามแนวนอนตราบใดที่ความยาวคลื่นของอิเล็กตรอนมีความยาวมากกว่าความหนาของชั้น 2 มิติ

อินทรีย์ / อนินทรีย์ผสม

Graphene เป็นวัสดุ 2 มิติที่รู้จักกันดีที่สุด แกรฟีนประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนในโครงสร้างตาข่ายซึ่งให้ความแข็งแรงโดดเด่น นับตั้งแต่การสังเคราะห์ครั้งแรกของ graphene ในปี 2547 มีการสังเคราะห์วัสดุอื่น ๆ อีกนับร้อยชิ้นซึ่งอาจเป็นงานสำหรับการใช้งานทางอิเล็คทรอนิคส์ควอนตัม อย่างไรก็ตามวัสดุใหม่นี้มีพื้นฐานอยู่บนแนวคิดที่แตกต่างกันออกไป ในขณะที่ผู้สมัครคนอื่น ๆ มีอนินทรีย์ทั้งหมดเช่นเดียวกับ graphene-chromium-chloride-pyrazine เป็นสารไฮบริดอินทรีย์ / อนินทรีย์

"วัสดุทำเครื่องหมายเคมีชนิดใหม่ซึ่งเราสามารถที่จะแทนที่วัสดุก่อสร้างต่างๆในวัสดุต่างๆได้และทำให้คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีเปลี่ยนแปลงไปซึ่งไม่สามารถทำได้ใน graphene ตัวอย่างเช่นเราไม่สามารถเลือกที่จะแทนที่ครึ่งหนึ่ง อะตอมของคาร์บอนในกราไฟท์กับอะตอมชนิดอื่น ๆ วิธีการของเราช่วยให้สามารถออกแบบสมบัติได้แม่นยำกว่าที่รู้จักในวัสดุ 2 มิติอื่น ๆ "Kasper Steen Pedersen อธิบาย

นอกจากคุณสมบัติทางไฟฟ้าแล้วยังสามารถกำหนดคุณสมบัติของแม่เหล็กใน Chromium-Chloride-Pyrazine ได้อย่างแม่นยำ นี่เป็นเรื่องที่เกี่ยวข้องกับ "spintronics"

"แม้ว่าในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปจะมีการใช้อิเล็กตรอนเพียงอย่างเดียว แต่อิเล็กตรอน spin ซึ่งเป็นสมบัติเชิงกลควอนตัมถูกใช้ใน spintronics ซึ่งเป็นที่น่าสนใจอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานคอมพิวเตอร์ควอนตัมดังนั้นการพัฒนาวัสดุนาโน มีทั้งการดำเนินการและแม่เหล็กมีส่วนเกี่ยวข้องมากที่สุด "บันทึก Kasper Steen Pedersen

โลกใหม่ของวัสดุ 2 มิติ

นอกเหนือจากการคำนวณด้วยควอนตัมแล้วโครเมียมคลอไรด์ - pyrazine อาจเป็นที่สนใจในตัวนำไฟฟ้าตัวเร่งปฏิกิริยาแบตเตอรี่เซลล์เชื้อเพลิงและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในอนาคตโดยทั่วไป

บริษัท ยังไม่ค่อยกระตือรือร้นที่จะเริ่มผลิตวัสดุในทันทีนักวิจัยกล่าวว่า "ยังไม่ถึงอย่างนั้นนี่เป็นงานวิจัยพื้นฐานเพราะเราแนะนำวัสดุที่สังเคราะห์มาจากแนวทางใหม่ทั้งหมดจำนวนคำถามยังไม่ได้ตอบ ตัวอย่างเช่นเรายังไม่สามารถกำหนดระดับความเสถียรของวัสดุในการใช้งานต่างๆได้อย่างไรก็ตามแม้ว่าโครเมียมคลอไรด์ - pyrazine ควรพิสูจน์ด้วยเหตุผลบางประการที่ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานที่เป็นไปได้หลายประการหลักการใหม่ที่อยู่เบื้องหลังการสังเคราะห์จะยังคงเป็นไป นี่คือประตูสู่โลกใหม่ของวัสดุ 2 มิติขั้นสูงที่เปิดขึ้น "

menu
menu