חומר נאנו רומן לאלקטרוניקה קוונטית

Anonim

צוות בינלאומי בראשות עוזר פרופסור קספר Steen Pedersen, DTU כימיה, יש מסונתז חומר ננו החדש עם תכונות חשמליות ומגנטיות מה שהופך אותו מתאים למחשבים קוונטיים עתידיים ויישומים אחרים בתחום האלקטרוניקה.

כרום- chloride-pyrazine (נוסחה כימית CRCl 2 (pyrazine) 2) הוא חומר מרובד, שהוא מבשר עבור חומר שנקרא 2-D. באופן עקרוני, חומר דו-ממדי בעל עובי של מולקולה אחת בלבד, והדבר גורם לעתים קרובות למאפיינים שונים מאוד מאלו של אותו החומר בגירסה רגילה של 3-D; לא פחות מכך, התכונות החשמליות יהיו שונות. בעוד חומר 3-D, אלקטרונים מסוגלים לקחת כל כיוון, בחומר 2-D הם יהיו מוגבלים לנוע אופקית, כל עוד אורך הגל של האלקטרון הוא ארוך יותר עובי של שכבת 2-D.

אורגני / אורגני היברידי

Graphene הוא הכי מוכר 2-D החומר. גרפן מורכב מאטומי פחמן במבנה הסריג, אשר מניב את כוחו המדהים. מאז הסינתזה הראשונה של גרפן בשנת 2004, מאות אחרים 2-D חומרים כבר מסונתז, שחלקם עשויים להיות מועמדים ליישומים האלקטרוניקה הקוונטית. עם זאת, החומר החדש מבוסס על תפיסה שונה לחלוטין. בעוד המועמדים האחרים הם כל אורגניים, בדיוק כמו גרפן chromium-chloride-pyrazine הוא חומר היברידי אורגני / אורגני.

"החומר מסמל סוג חדש של כימיה, שבו אנחנו יכולים להחליף בלוקים שונים של החומר בחומר ובכך לשנות את התכונות הפיסיקליות והכימיות שלו.זה לא יכול להיעשות בגראפן.לדוגמה, לא ניתן לבחור להחליף מחצית את אטומי הפחמן בגרפן עם סוג אחר של אטום.הגישה שלנו מאפשרת עיצוב תכונות הרבה יותר מדויק מאשר ידוע אחרים 2-D חומרים, "מסביר קספר סטיין Pedersen.

מלבד התכונות החשמליות, גם התכונות המגנטיות ב Chromium-Chloride-Pyrazine ניתן לתכנן במדויק. הדבר רלוונטי במיוחד ביחס ל"ספינטרוניקה ".

"בעוד שבאלקטרוניקה רגילה, רק המטען של האלקטרונים מנוצל, אבל גם אלקטרונים ספין, שהוא רכוש מכני קוונטי - משמש ספינטרוניקה.זה מעניין מאוד עבור יישומי מחשוב קוונטי.לכן, פיתוח של חומרים בקנה מידה ננו אשר הן ניהולם והן המגנטי הוא הרלוונטי ביותר ", מציין קספר סטיין פדרסן.

עולם חדש של חומרים דו-ממדיים

מלבד מחשוב קוונטי, כרום- chloride-pyrazine עשוי להתעניין במוליכי-על עתידיים, זרזים, סוללות, תאי דלק ואלקטרוניקה באופן כללי.

החברות אינן נלהבות להתחיל לייצר את החומר מיד, החוקר מדגיש: "עדיין לא, לפחות זה עדיין מחקר בסיסי, מכיוון שאנו מציעים חומר מסונתז מגישה חדשה לגמרי, נותרו מספר שאלות ללא מענה. למשל, אנחנו עדיין לא מסוגלים לקבוע את מידת היציבות של החומר ביישומים שונים.עם זאת, גם אם chromium-chloride-pyrazine צריך מסיבה כלשהי להוכיח שאינם כשירים עבור יישומים אפשריים שונים, את העקרונות החדשים מאחורי הסינתזה שלה עדיין יהיה זו הדלת לעולם חדש של חומרים מתקדמים יותר דו-ממדיים שנפתחים ".

menu
menu