Nov nano material za kvantno elektroniko

Anonim

Mednarodna ekipa, ki jo vodi doc. Kasper Steen Pedersen, DTU Chemistry, je sintetizirala nov nano material z električnimi in magnetnimi lastnostmi, zaradi česar je primeren za prihodnje kvantne računalnike in druge aplikacije v elektroniki.

Kromov klorid-pirazin (kemijska formula CrCl 2 (pirazin) 2) je slojevit material, ki je predhodnik za tako imenovani 2-D material. Načeloma ima 2-D material debelina le ene molekule in to pogosto vodi do lastnosti, ki so zelo različne od lastnosti istega materiala v normalni 3-D različici; ne nazadnje pa se bodo električne lastnosti razlikovale. Medtem ko so v 3-D materialu, elektrone lahko sprejmejo katero koli smer, v 2-D materialu bodo omejeni na gibanje vodoravno - dokler je valovna dolžina elektrona daljša od debeline 2-D plasti.

Organski / anorganski hibrid

Grafen je najbolj znan 2-D material. Grafen sestoji iz atomov ogljika v strukturi rešetke, kar daje izjemno moč. Od prve sinteze grafena leta 2004 je bilo sintetiziranih na stotine drugih 2-D materialov, od katerih so nekateri lahko kandidati za kvantne elektronske aplikacije. Vendar pa novi material temelji na zelo drugačnem konceptu. Medtem ko so drugi kandidati vsi anorganski - tako kot grafen-kromov-klorid-pirazin je organski / anorganski hibridni material.

"Material označuje novo vrsto kemije, v kateri lahko v materialu zamenjamo različne gradnike in s tem spreminjamo njegove fizikalne in kemijske lastnosti, kar pa ni mogoče storiti v grafenu. Na primer, ne moremo izbrati, da bi zamenjali polovico ogljikovi atomi v grafenu z drugo vrsto atoma. Naš pristop omogoča oblikovanje lastnosti veliko natančneje, kot je znano v drugih 2-D materialih, "pojasnjuje Kasper Steen Pedersen.

Poleg električnih lastnosti so lahko tudi natančno oblikovane magnetne lastnosti v kromovem-kloridnem-pirazinu. To je še posebej pomembno v povezavi s "spintroniko".

"Medtem ko je v normalni elektroniki uporabljena le polnitev elektrona, pa se v spintroniki uporablja tudi elektronski spin, ki je kvantna mehanska lastnost. To je zelo zanimivo za kvantne računalniške aplikacije, zato je treba razviti nanotehnološke materiale, ki so vodilni in magnetni so najbolj pomembni, "ugotavlja Kasper Steen Pedersen.

Novi svet 2-D materialov

Kvantno računanje lahko kromov-klorid-pirazin zanimajo tudi za prihodnje superprevodnike, katalizatorje, baterije, gorivne celice in elektroniko na splošno.

Podjetja ne želijo takoj začeti proizvajati materiala, poudarja raziskovalec: "Ne še, vsaj! To je še vedno temeljno raziskovanje. Ker predlagamo gradivo, ki je sintetizirano iz povsem novega pristopa, ostajajo številna vprašanja neodgovorjena. na primer, še vedno ne moremo določiti stopnje stabilnosti materiala v različnih aplikacijah. Vendar pa tudi če bi se kromov-klorid-pirazin iz neznanega razloga izkazal kot neustrezen za različne možne uporabe, bodo nova načela za sintezo še vedno To je vrata v nov svet naprednejših 2-D materialov, ki se odpirajo. "

menu
menu