Kuantum elektroniği için yeni nano malzeme

Anonim

DTU Kimya'dan Yardımcı Doçent Kasper Steen Pedersen tarafından yönetilen uluslararası bir ekip, elektromanyetik alandaki gelecekteki kuantum bilgisayarları ve diğer uygulamaları için uygun hale getiren yeni bir nano malzemeyi elektriksel ve manyetik özelliklerle sentezlemiştir.

Krom-klorür-pirazin (kimyasal formül CrCl2 (pirazin) 2 ), 2-D malzeme olarak adlandırılan bir prekürsör olan katmanlı bir malzemedir. Prensip olarak, 2 boyutlu bir materyal, sadece tek bir molekülün kalınlığına sahiptir ve bu genellikle normal 3-D versiyonunda aynı malzemeden çok farklı özelliklere yol açar; en azından elektriksel özellikler farklılık gösterecektir. 3 boyutlu bir malzemede elektronlar herhangi bir yöne gidebilmekte iken, 2 boyutlu bir malzemede, elektronun dalga boyu 2-D tabakasının kalınlığından daha uzun olduğu sürece yatay olarak hareket edecek şekilde sınırlandırılacaktır.

Organik / inorganik hibrit

Grafen en iyi bilinen 2-D malzemedir. Grafen, bir kafes yapısındaki karbon atomlarından oluşur ve bu da kayda değer mukavemetini verir. 2004'teki grafenin ilk sentezinden bu yana, yüzlerce diğer 2-D materyal sentezlenmiştir, bunların bir kısmı kuantum elektroniği uygulamaları için aday olabilir. Bununla birlikte, yeni materyal çok farklı bir konsepte dayanmaktadır. Diğer adayların hepsi inorganik olsa da - grafen gibi - krom-klorür-pirazin, organik / inorganik hibrid bir malzemedir.

Materyal, malzemenin içindeki çeşitli yapı taşlarını değiştirebildiğimiz ve böylece fiziksel ve kimyasal özelliklerini değiştirebildiğimiz yeni bir kimya türünü işaret ediyor. Bu, grafenle yapılamıyor. Örneğin, biri yarım değiştirmeyi seçemez. Kasper Steen Pedersen şöyle açıklıyor: “Başka bir atom türüyle grafendeki karbon atomları. Bizim yaklaşımımız diğer 2-D malzemelerde bilinen özelliklerden çok daha doğru bir şekilde tasarlanmasına imkan veriyor.

Elektriksel özelliklerin yanı sıra, Chromium-Chloride-Pyrazine'deki manyetik özellikler de doğru bir şekilde tasarlanabilir. Bu özellikle "spintronics" ile ilişkilidir.

"Normal elektronikte iken, sadece elektronların yükü kullanılırken, aynı zamanda bir kuantum mekaniği olan elektron spini de spintronics'te kullanılmaktadır. Bu, kuantum hesaplama uygulamaları için oldukça ilgi çekicidir. Bu nedenle, nano ölçekli malzemelerin geliştirilmesi Hem iletken hem de manyetik en alakalı, "Kasper Steen Pedersen.

2 boyutlu materyallerin yeni dünyası

Kuantum hesaplamanın yanı sıra, krom-klorür-pirazin, gelecekteki süperiletkenler, katalizörler, aküler, yakıt hücreleri ve genel olarak elektroniğe ilgi duyabilir.

Şirketler hemen malzemeyi üretmeye istekli değiller, araştırmacı şunları söylüyor: “Henüz değil, en azından! Bu hala temel araştırmalar. Tamamen yeni bir yaklaşımdan sentezlenmiş bir materyal önerdiğimiz için bir takım sorular cevapsız kalıyor. Örneğin, çeşitli uygulamalarda malzemenin stabilite derecesini henüz belirleyemiyoruz, ancak krom-klorür-pirazin bazı sebeplerden dolayı çeşitli olası uygulamalar için uygun olmasa bile, sentezinin arkasındaki yeni prensipler yine de Bu, daha gelişmiş 2 boyutlu materyallerin açıldığı yeni bir dünyaya açılan kapıdır. "

menu
menu