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单元素二维拓扑绝缘体锗烯问世

发布时间:2023-05-18 10:33:08 所属栏目:外闻 来源:
导读:荷兰科学家研制出了首个由单元素组成的二维(2D)拓扑绝缘体锗烯,其不仅由锗原子组成,还具有在“开”和“关”状态之间切换的独特能力,这个现象和晶体管有很大的相似,有望带动更多节能型电子设
荷兰科学家研制出了首个由单元素组成的二维(2D)拓扑绝缘体锗烯,其不仅由锗原子组成,还具有在“开”和“关”状态之间切换的独特能力,这个现象和晶体管有很大的相似,有望带动更多节能型电子设备。v

为了制造这种令人兴奋的材料,研究人员将锗和铂熔化在一起,当混合物冷却时,锗铂合金顶部的一薄层锗原子排列成蜂窝状晶格,这个二维原子层被称为锗烯(Germanene)。

研究负责人、特温特大学的潘特利斯·巴姆普里斯解释说,目前电子设备会以热量的形式损失大量能量,因为材料中的缺陷会增加电阻,导致手机变得非常热。拓扑绝缘体是一种内部具有绝缘性,而边缘导电的独特材料,非永久性的导电面板边缘通常允许足够多的电流在没有能量损失的情况下流动,这使它们比目前的大型电子材料更令人难以置信地节能。

锗烯就是这样一种2D拓扑绝缘体。巴姆普里斯指出,目前的拓扑绝缘体由不同种类的元素以复杂的结构组成,锗烯的独特之处在于它由单一元素锗制成。而且,通过施加电场可以“关闭”材料的导电特性,只有拓扑绝缘体才拥有这一性质。

研究团队表示,能够在“开”和“关”两种状态之间切换,为利用锗烯设计出拓扑型场效应晶体管铺平了道路。这些晶体管可以取代电子设备中的传统晶体管,使电子设备不再发热。研究人员表示,他们的发现有望改变半导体行业的格局。“我们希望能够开发出一种新的材料,它能够提供更高的效率,同时还能降低成本。
 

(编辑:聊城站长网)

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