为下一代计算构建纳米材料

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西北大学的纳米科学家已经开发出一种蓝图,以从不同类型的2-D材料制备新的异质结构。2-D材料是单原子层,可以堆叠在一起,如“纳米互锁积木”。材料科学家和物理学家对2-D材料的特性及其潜在应用感到兴奋。研究人员在AIP出版杂志上描述了他们在应用物理学杂志上的蓝图。

“我们已经概述了一种简单、确定和易于部署的方法来将这些单独的层堆叠和缝合成自然界中没有见过的顺序。”该论文的作者Jeffrey Cain说,他以前在西北大学,现在在劳伦斯伯克利国家实验室和大学。加利福尼亚。

该隐解释说,对于纳米学家来说,“梦想”是以任意顺序组合2-D材料,并将这些异质结构的库与它们所记录的性质进行整理。科学家然后可以从库中选择合适的异质结构以供他们所需的应用。例如,计算机行业正试图使晶体管更小和更快地增加计算能力。具有良好电子特性的纳米级半导体可用于制造下一代计算机中的晶体管。

到目前为止,纳米科学家缺乏制造异质结构的清晰方法,还没有能够开发这个库。在这项工作中,科学家们致力于解决这些制造问题。在确定文献中的趋势之后,他们测试了不同的条件来绘制出从四种类型的2-D材料中生长特定异质结构所需的不同参数:二硫化钼和二硒化物,以及二硫化钨和二硒化物。为了充分描述原子薄的最终产品,科学家们使用显微镜和光谱技术。

该小组的灵感来自于经典材料中的时间-温度变换图的科学,它绘制出加热和冷却曲线以产生精确的金属微结构。基于这种方法,研究人员将他们的发现打包成一种图解技术——时间-温度结构图。

该隐说:“人们以前曾为特定的形态写过论文,但是我们已经统一了所有的内容,并用一种技术实现了这些形态的产生。”

统一的时间-温度结构图提供了产生许多异质结构形态和组成所需的精确条件的方向。利用这些图表,研究人员开发了一个独特的纳米结构库,具有物理学家和材料科学家感兴趣的物理特性。西北大学的科学家们正在研究一些材料在它们的库中显示出来的行为,就像电子在材料之间的缝线上流动一样。

研究人员希望,他们的蓝图设计将有助于超越前四种材料的异质结构制作。我们的具体图表将需要在每个新材料的背景下进行修订,但我们认为这个想法是适用的和可扩展到其他材料系统,“该隐说。

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