Kvantehnoloogia uue nano-materjali jaoks

Anonim

DTU keemia professor Kasper Steen Pederseni juhitud rahvusvaheline meeskond on sünteesinud uudse nanomaterjali, millel on elektri- ja magnetilised omadused, mis muudab selle sobilikuks tulevasteks kvantarvutiteks ja muudeks rakendusteks elektroonikas.

Kroom-kloriidpürasiin (keemiline valem CrCl2 (pürasiin) 2) on kihiline materjal, mis on nn 2-D materjali lähteaineks. Põhimõtteliselt on 2-D materjalil ainult üksiku molekuli paksus ja see viib tihti tavalisest 3-D versioonist väga sarnaste omadustega omadused; mitte vähemal määral erinevad elektrilised omadused. Kuigi 3-D materjalis on elektronid suutelised suunduma, on need 2-D materjalis piiratud liikumisega horisontaalselt, nii kaua kui elektroni lainepikkus on pikem kui 2-D kihi paksus.

Orgaaniline / anorgaaniline hübriid

Grafeen on kõige tuntum 2-D materjal. Grafeen koosneb süsiniku aatomitest võre struktuurist, mis annab selle märkimisväärse tugevuse. Alates esimese grafeeni sünteesist 2004. aastal on sünteesitud sadu teisi 2-D materjale, millest mõned võivad olla kvalitatiivsete elektroonikaseadmete kandidaadid. Kuid uudne materjal põhineb väga erineval kontseptsioonil. Kuigi teised kandidaadid on kõik anorgaanilised, nagu grafeen-kroom-kloriid-pürasiin on orgaaniline / anorgaaniline hübriidmaterjal.

"Materjal tähistab uut tüüpi keemiat, mille abil oleme võimelised materjali mitmesuguseid ehitusplokke asendama ja seeläbi muutma selle füüsikalisi ja keemilisi omadusi. Seda ei saa teha grapheinis. Näiteks ei saa ükski asendada pool grapheeni süsinikuaatomid koos teise aatomi tüübiga. Meie lähenemine võimaldab kujundada omadusi palju täpsemalt, kui on teada teistes 2-D materjalides, "selgitab Kasper Steen Pedersen.

Lisaks elektriomadustele on ka kromiumi-kloriid-pürasiini magnetilised omadused täpselt konstrueeritud. See on eriti tähtis seoses spintronics'iga.

"Kuigi tavalises elektroonikas on kasutatud ainult elektronide laengut, on ka spintronics'is kasutatav elektron-spin, mis on kvantmehhaaniline omadus. See on väga huvitav kvantarvutusrakenduste jaoks. Seetõttu on nanoosakeste materjalide on mõlemad juhtivad ja magnetilised on kõige olulisemad, "märgib Kasper Steen Pedersen.

Uus 2-D materjalide maailm

Lisaks kvantehnoloogiale võib kroom-kloriidpürasiin olla huvi tulevaste ülijuhtide, katalüsaatorite, patareide, kütuseelementide ja elektroonika osas üldiselt.

Ettevõtted ei soovi materjali kohe alustada, rõhutab teadustöötaja, et "pole veel veel!" See on endiselt fundamentaalne uurimus. Kuna me soovitame materjali, mis on sünteesitud täiesti uudse lähenemisviisi põhjal, on mitmed küsimused vastamata. Näiteks pole meil veel võimalik kindlaks määrata materjali stabiilsuse määra erinevates rakendustes. Kuid isegi kui kroom-kloriidpürasiin peaks mingil põhjusel osutuma mitmesuguste võimalike rakenduste jaoks sobimatuks, on selle sünteesi uued põhimõtted ikkagi See on uks uude maailmale, kus avanevad rohkem arenenud 2-D materjalid. "

menu
menu