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新二維材料鈹?shù)┚哂歇?dú)特電子特性有望在量子技術(shù)領(lǐng)域大顯身手

2021-05-10 15:55:24來源：科技日報

據(jù)最新一期《物理評論快報》報道

，德國拜羅伊特大學(xué)研究人員主導(dǎo)的一個國際團(tuán)隊首次利用現(xiàn)代高壓技術(shù)

，開發(fā)出一種以前未知的二維材料鈹?shù)?beryllonitrene)。新材料由規(guī)則排列的氮原子和鈹原子組成

，擁有獨(dú)特的電子晶格結(jié)構(gòu)，有望在量子技術(shù)領(lǐng)域大顯身手

。

二維材料指擁有長度和寬度、但厚度僅一兩個原子的奇異材料

，這些材料擁有獨(dú)特的性質(zhì)

，有望提升電子設(shè)備

、太陽能電池和醫(yī)療設(shè)備的性能

。自2004年石墨烯面世以來

，人們對二維材料的興趣與日俱增

。

在本研究中，科學(xué)家在實驗室制造出的高達(dá)100吉帕的極高壓力(約比地球大氣壓力高100萬倍)

，生產(chǎn)出了這種新化合物

。

從性質(zhì)上來說，鈹?shù)┦且环N新型二維材料

。與石墨烯不同

，鈹?shù)┯晌暹呅蔚腂eN4和六邊形的Be2N4組成，這種二維晶體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致電子晶格略有畸變

。由于這一電子特性

，它非常適于量子技術(shù)領(lǐng)域，例如

，用于研制高性能計算機(jī)或以安全通信為目標(biāo)的新加密技術(shù)等

。

研究負(fù)責(zé)人娜塔莉亞·杜布維斯卡雅說：“我們在高壓研究方面進(jìn)行了密切的國際合作

，首次生產(chǎn)出一種以前完全未知的化合物，這項研究也展示了高壓研究在材料學(xué)領(lǐng)域的巨大潛力

。”

研究人員進(jìn)一步指出

，盡管這一成果目前只有在實驗室產(chǎn)生的巨大壓力下才能實現(xiàn)，其工業(yè)化生產(chǎn)還很難

，但新化合物是在減壓過程中產(chǎn)生的

，并且可以在環(huán)境條件下存在，這一點非常重要

。從原理上說，未來有一天

，科學(xué)家們可以借助技術(shù)上不太復(fù)雜的工藝制造出鈹腈或類似二維材料，將其用于工業(yè)領(lǐng)域

。這項研究為高壓研究打開了新的前景

，有望開發(fā)出性能超越石墨烯的新型二維材料。

責(zé)任編輯：孫知兵

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