爱游戏新材料可在室温下进行“量子翻转”—新闻—科学网

时间:2024-07-12 17:54:04 已阅读:77次

科技日报北京1月24日电 (记者张梦然)据最新一期英国《天然 通信》报导,美国密歇根年夜学开发出一种半导体质料,可����Ϸapp于室温前提下实现从导体到绝缘体的 量子翻转 ,有助在开发新一代量子装备以及超高效电子装备。

研究职员于只要一个原子厚的二维硫化钽层中不雅察到,撑持这类量子翻转的奇特电子布局之前只能于-37.8℃的超低温下不变,此刻该新质料可于高达77℃时连结不变。

密歇根年夜学质料科学与项目助理传授罗伯特 霍夫登说,奇特的量子特征,好比从导体切换到绝缘体的威力,多是下一代计较的要害,它提供了更多存储信息的要领以及更快的状况切换。这可能会致使更强盛、更节能的装备。

现今的电子产物使用微型电子开关来存储数据; 开 为1, 关 为0,断电后数据消散。将来的装备则可以使用其他状况,例如 导体 或者 绝缘体 来存储数字数据,只需要倏地的能量点就可于状况之间切换,而不是不变的电流。

于已往,这类奇特的举动只于超低温下的质料中被不雅察到,而科学家的终极方针是开发可以或许于室温下按需倏地从一种状况 翻转 到另外一种状况的质料,这一研究多是朝这个标的目的迈出的主要一步。

先前于超低温下的研究注解,可以按需一次又一次地举行这类翻转。 霍夫登说, 这不是这个工程的重点,但事实上,咱们以至可以或许于室温下连结一次翻转不变,这开启了很多使人高兴的可能性。

从导体到绝缘体的翻转由一种称为电荷密度波的征象撑持,这是一种于某些前提下自觉发生的有序的、晶体状正负电荷模式。

以前于硫化钽的年夜块样品中不雅察到电荷密度波,但质料必需处在超冷温度下, 霍夫登说, 经由过程将几个二维层交错于一路,咱们可以或许使其越发不变。

该团队起首打造了几层夹于一路的单原子厚的硫化钽层样品。每一一层都是一个半导体,处在所谓的八面体状况,它指的是钽以及硫原子的特定摆列。虽然存于一些电荷密度波,但它们过在不不变以及无序,没法孕育发生导体 绝缘体翻转等奇特举动。

霍夫登团队经由过程于无氧情况中加热样品,同时于电子显微镜下不雅察该历程。跟着样品的加热,层最先一层一层地切换到棱柱状况 不异原子的差别摆列。

当年夜大都(但不是全数)层切换到棱柱状况时,研究职员将样品冷却回室温,发明连结八面体状况的层显示出有序而不变的电荷密度波,而且于高达77℃的温度下仍能连结这类状况。此外,这些层已经经从半导体改变为绝缘体。

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