SAN JOSE, Kaliforniya , 13 Aralık 2021 /PRNewswire/ — Honda Research Institute USA , Inc.’den (HRI-US) bilim adamları, atomik olarak ince “nanoribbonlar” (atomik ölçekte kalınlık, şerit şekilli malzemeler) sentezlediler. kuantum mekaniğinin elektronların maddedeki davranışı üzerindeki etkileriyle ilgilenen fizik alanı olan kuantum elektroniğinin geleceği için çıkarımlar. HRI-US’nin tek veya çift atom katmanından oluşan ultra dar iki boyutlu bir malzeme sentezi, bu iki boyutlu malzemelerin genişliğini 10 nanometrenin altına (10 -9metre), mevcut yöntemlerle yetiştirilenlere kıyasla çok daha yüksek sıcaklıklarda kuantum taşıma davranışına neden olur. Columbia ve Rice Üniversitelerinin yanı sıra Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’ndan işbirlikçileri olan bilim adamlarından oluşan ekip, Science Advances’te yayınlanan ve şu adreste bulunan yeni bir makalenin ortak yazarlığını yaptı: https://www.science.org/doi/ 10.1126/sciadv.abk1892#F1 .
HRI-US’nin büyüyen teknolojisi, kuantum hesaplama ve algılama gibi kuantum teknolojilerini şu anda kullanılan malzemelerde gerekenden daha yüksek sıcaklıklara getirme potansiyeline sahiptir. Şimdiye kadar yaygın olan üretim yöntemleri, çoğunlukla nanometre ölçekli yapıları basan veya aşındıran nanolitografi gibi tekniklere dayanmaktadır. Buna karşılık, HRI-US bilim adamları, molibden disülfür gibi iki boyutlu malzemelerin genişliğini kontrol etmek için bir tohum olarak nikel nanoparçacıkları kullanarak malzemeleri kontrollü bir şekilde büyütmek için bir yöntem geliştirdiler. Sonuç, geleneksel yöntemlerle sentezlenenlerden çok daha dar bir genişliktir. HRI-ABD araştırmacıları tarafından büyütülen ultra dar (yaklaşık 7-8 nanometre) iki boyutlu malzemeler, yaklaşık 60 K (veya -213 °C) sıcaklıklarda Coulomb blokaj salınımı olarak bilinen kuantum elektron taşınımını göstermektedir.o C), geleneksel yöntemlerle sentezlenen malzemelerden yaklaşık 4 K (veya -269 o C) yaklaşık veya daha düşük olanlardan yaklaşık 15 kat daha yüksek, bu da daha enerji verimli kuantum cihazlarının yolunu açıyor.
HRI-US kıdemli bilim adamı ve makalenin ilgili yazarı Dr. Avetik Harutyunyan , “Yeni büyüme teknolojimiz, atomik olarak ince katmanlı malzemelerde, zengin yeni elektronik davranışlarını ortaya çıkaran ve mühendisliğini yapan ek bir özgürlük derecesi olarak genişliği tanıtıyor” dedi. içinde Fen Gelişmeler . “Potansiyel uygulamalar son derece geniştir. Yüksek hız, düşük enerji tüketimi elektroniği, spintronik, kuantum algılama, kuantum ve nöromorfik hesaplamadaki uygulamalar için acil fırsatlar görüyoruz.”
HRI-US kıdemli bilim adamı ve makalenin baş yazarı Dr. Xufan Li, “Bu yeni sentez teknolojisi, 2D malzemelerin büyümesi alanında önemli bir atılımı temsil ediyor” dedi. “Bu MoS üzerinde atom tortu kontrolü elde etmek mümkün 2 buhar-sıvı-katı (VLS) bir mekanizma aracılığıyla nanoribbon çoğalmasını sağlayan bir tohum olarak Ni nano parçacıkları kullanılarak nanoribbon genişliği. Daha sonra başka bir şekilde tekrar nanoribbons kenar yapıları kontrol etmek düşünme elektronik özelliklerini değiştirmek.”
İki üniversite ve ulusal laboratuvar bilimcisi, HRI-US’ta sentezlenen malzeme özelliklerinin çalışmalarını destekleyen araştırmalara katkıda bulundu:
- Columbia Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü ve Malzeme Araştırma Bilimi ve Mühendisliği Merkezi’nden (MRSEC) Dr. Baichang Li, Dr. Yang Liu ve Prof. James Hone , malzemenin elektronik özelliklerini inceledi.
- Rice Üniversitesi Malzeme Bilimi ve Nano Mühendisliği Bölümü’nden Dr. Jincheng Lei , Dr. Ksenia V. Bets ve Prof. Boris I. Yakobson , malzeme büyümesi üzerine teorik çalışmalar yaptılar .
- Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı, Nanofaz Malzeme Bilimleri Merkezi’nden Dr. Xiahan Sang ve Dr. Raymond R. Unocic , malzemenin atomik çözünürlük karakterizasyonunu gerçekleştirdi.
- Emmanuel Okogbue , ABD Honda Araştırma Enstitüsü’nde stajyer olarak çalışırken malzeme sentezine katkıda bulundu .
