量子材料的探索可能会受益于石墨烯的弯曲

发布时间: 2020-09-04 17:54:55 来源:

根据Rutgers领导的研究,石墨烯是铅笔中使用的极薄的二维石墨层,当附着在平面上时冷却时会弯曲,产生漂亮的褶皱图案,这可能有利于寻找新型量子材料和超导体。该杂志自然。

量子材料拥有具有特殊性质的强相互作用电子,例如纠缠的轨迹,可以为超快速量子计算机提供构建基础。它们还可以成为超导体,可以通过提高输电和电子设备的效率来降低能耗。

“我们在石墨烯中发现的屈曲模仿了当今大磁技术无法达到的巨大磁场的作用,导致材料的电子特性发生了巨大变化,”第一作者伊娃·安德烈(Eva Y. Andrei)说道。罗格斯大学-新不伦瑞克省艺术与科学学院的物理与天文学。坚硬的薄膜(例如石墨烯,层压在柔性材料上)的屈曲作为可拉伸电子设备的平台正在获得广泛应用,该平台具有许多重要的应用,包括像眼睛的数码相机,能量收集,皮肤传感器,诸如微型机器人和智能手术手套的健康监测设备。

科学家研究了屈曲的石墨烯晶体,它们的性质在冷却时会发生根本性变化,从而创造出本质上具有电子的新材料,这些电子会放慢速度,彼此了解并强烈相互作用,从而使诸如超导性和磁性等令人着迷的现象出现。 。

通过高科技成像和计算机模拟,科学家们发现,石墨烯放置在由二硒化铌制成的平坦表面上,当冷却至高于绝对零值4度时会发生弯曲。对于石墨烯中的电子,屈曲产生的山地和山谷地貌表现为巨大的磁场。这些伪磁场是一种电子幻觉,但它们却充当了真实的磁场。

她说:“我们的研究表明,二维材料的屈曲会极大地改变其电子性能。”

根据安德烈(Andrei)的说法,下一步包括开发方法来设计具有新颖电子和机械特性的弯曲2D材料,这对纳米机器人和量子计算可能是有益的。

第一作者是茅金海(Jinhai Mao),他以前是物理与天文学系的研究员,现在是中国科学院大学的研究员。罗格斯大学的合著者包括博士生赖新元和前博士后姜玉航,他现在是中国科学院大学的研究员。负责理论工作的SlavišaMilovanović是一名研究生,与安特卫普大学的Lucian Covaci和Francois Peeters教授一起工作。曼彻斯特大学和日本筑波大学材料科学研究所的科学家为这项研究做出了贡献。

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