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美国罗格斯大学团队发现新型晶间材料,展现前所未有的电子特性,有望推动更高效电子元件、量子计算及环保材料发展,为材料设计开辟新路径。

据最新一期《自然·材料》报道,美国罗格斯大学新不伦瑞克分校团队发现了一类新型材料——晶间。这类材料展现出一种此前未被发现的电子特性,可能推动更高效电子元件、量子计算以及环保材料的发展,带来技术突破。

这项发现利用了现代物理学中的“扭曲电子学”技术,通过以特定角度扭曲二维材料层,形成摩尔纹结构,进而改变材料内部电子的行为。这些特殊的结构配置,可产生常规晶体中无法实现的新奇物理特性。

团队首先将两层超薄石墨烯堆叠在一起,每层都是一原子厚的碳原子片,排列成六边形网格结构。随后,在一层六方氮化硼上,对其中一层石墨烯进行轻微扭曲,形成摩尔纹图案,显著改变了电子在材料中的传输行为。

这一发现为材料设计开辟了全新路径。新材料之所以被命名为晶间,是因为它们兼具晶体与准晶体的特征。通过调整几何结构来控制电子行为,科学家有望开发出更高效的晶体管、传感器等电子器件,而这些功能以往需要更复杂的材料组合和加工工艺。

晶间材料可能导致超导性、磁性等新颖和异常的物理现象,还有望用于低能耗电子器件和原子级传感器,在量子计算机构建中发挥关键作用,并为新一代消费电子产品提供动力。未来,晶间材料或将成为高效电子设备、量子计算机及环保科技的核心基础材料。

科学家通过轻微扭动两层超薄石墨烯,形成了波纹图案,改变了材料内部电子的运动方式,赋予其“超能力”。这种材料兼具晶体与准晶体的特性,被称为“晶间”。只需调整原子排列结构,就能控制电子行为。科学家设想,用这种材料设计原子级电路,实现所有功能。

(文章来源:科技日报)