Honda Research Institute USA (HRI-US) tut einiges ziemlich interessante Sachen im Bereich der Quantenelektronik. Wissenschaftlern des HRI-US ist es gelungen, atomar dünne Nanobänder zu synthetisieren. Das HRI stellte fest, dass es sich um Materialien mit einer Dicke im atomaren Maßstab und einer Bandform handelt. Diese Nanobänder haben weitreichende Auswirkungen auf die Zukunft der Quantenelektronik, einem Bereich der Physik, der sich auf die Auswirkungen der Quantenmechanik auf das Verhalten von Elektronen in Materie konzentriert.
Laut der Pressemitteilung „zeigte die Synthese eines ultraschmalen zweidimensionalen Materials von HRI-US, das aus einer einzelnen oder doppelten Atomschicht aufgebaut ist, die Fähigkeit, die Breite dieser zweidimensionalen Materialien auf weniger als 10 Nanometer (10 .) zu kontrollieren-9 Meter), die zu einem Quantentransportverhalten bei viel höheren Temperaturen führt als bei den mit aktuellen Methoden gezüchteten.“
Die Wissenschaftler haben zusammen mit Kollaborationen der Columbia University und der Rice University sowie des Oak Ridge National Laboratory einen neuen Artikel zu diesem Thema verfasst und veröffentlicht in Wissenschaftliche Fortschritte.
Diese Technologie hat das Potenzial, Quantencomputer und Sensorik auf höhere Temperaturen zu bringen, als sie bei derzeit verwendeten Materialien erforderlich sind. Bisher beruhen die gängigen Herstellungsverfahren auf Techniken wie der Nanolithographie. Dieser druckt oder ätzt Strukturen im Nanometerbereich.
Wissenschaftler des HRI-US haben einen Weg entwickelt, um die Materialien kontrollierbar zu züchten, indem sie Nickel-Nanopartikel als Saat verwenden, um die Breite zweidimensionaler Materialien zu kontrollieren. Als Beispiel sei Molybdändisulfid (MoS 2) genannt, eine anorganische Verbindung aus Molybdän und Schwefel. Das Mineral Molybdänit ist silbrig-schwarz und ist das Haupterz für Molybdän. Diese spezielle Verbindung wird normalerweise in Fetten für Bitschmierungen verwendet.
Die zweidimensionalen Materialien, die von den Forschern gezüchtet wurden, waren etwa 7-8 Nanometer groß und zeigen Quantenelektronentransport (Coulomb-Blockade-Oszillationen) bei Temperaturen um 60 K oder -213ÖC.
Dr. Avetik Harutyunyan, Senior Chief Scientist am HRI-US und korrespondierender Autor des in . veröffentlichten Artikels Wissenschaftliche Fortschritte, teilte einige Gedanken über die neue Wachstumstechnologie:
„Unsere neuartige Wachstumstechnologie führt die Breite als zusätzlichen Freiheitsgrad in die atomar dünn geschichteten Materialien ein und zeigt und entwickelt ihr reichhaltiges neues elektronisches Verhalten. Die Anwendungsmöglichkeiten sind sehr breit gefächert. Wir sehen unmittelbare Chancen für die Anwendungen in der Hochgeschwindigkeitselektronik mit niedrigem Energieverbrauch, Spintronik, Quantensensorik, Quanten- und neuromorphem Computing.“
Leitender Wissenschaftler am HRI-US und Hauptautor des Artikels Dr. Xufan Li fügte hinzu:
„Diese neue Synthesetechnologie stellt einen wichtigen Durchbruch im Bereich des Wachstums von 2D-Materialien dar. Wir waren in der Lage, MoS . auf atomarer Ebene zu kontrollieren2 Nanobandbreite unter Verwendung von Ni-Nanopartikeln als Keim, der das Nanobandwachstum über den Dampf-Flüssig-Feststoff-Mechanismus (VLS) ermöglicht. Als nächstes denken wir darüber nach, die Kantenstrukturen von Nanobändern auf eine andere Weise zu kontrollieren, um ihre elektronischen Eigenschaften zu verbessern.“
Ausgewähltes Bild mit freundlicher Genehmigung von HRI-USA.
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