新二維材料鈹氮烯具有獨特電子特性

2021-05-11 17:25  來(lái)源:科技日報  瀏覽:  

據最新一期《物理評論快報》報道,德國拜羅伊特大學(xué)研究人員主導的一個(gè)國際團隊首次利用現代高壓技術(shù),開(kāi)發(fā)出一種以前未知的二維材料鈹氮烯(beryllonitrene)。新材料由規則排列的氮原子和鈹原子組成,擁有獨特的電子晶格結構,有望在量子技術(shù)領(lǐng)域大顯身手。

二維材料指擁有長(cháng)度和寬度、但厚度僅一兩個(gè)原子的奇異材料,這些材料擁有獨特的性質(zhì),有望提升電子設備、太陽(yáng)能電池和醫療設備的性能。自2004年石墨烯面世以來(lái),人們對二維材料的興趣與日俱增。

在本研究中,科學(xué)家在實(shí)驗室制造出的高達100吉帕的極高壓力(約比地球大氣壓力高100萬(wàn)倍),生產(chǎn)出了這種新化合物。

從性質(zhì)上來(lái)說(shuō),鈹氮烯是一種新型二維材料。與石墨烯不同,鈹氮烯由五邊形的BeN4和六邊形的Be2N4組成,這種二維晶體結構導致電子晶格略有畸變。由于這一電子特性,它非常適于量子技術(shù)領(lǐng)域,例如,用于研制高性能計算機或以安全通信為目標的新加密技術(shù)等。

研究負責人娜塔莉亞·杜布維斯卡雅說(shuō):“我們在高壓研究方面進(jìn)行了密切的國際合作,首次生產(chǎn)出一種以前完全未知的化合物,這項研究也展示了高壓研究在材料學(xué)領(lǐng)域的巨大潛力。”

研究人員進(jìn)一步指出,盡管這一成果目前只有在實(shí)驗室產(chǎn)生的巨大壓力下才能實(shí)現,其工業(yè)化生產(chǎn)還很難,但新化合物是在減壓過(guò)程中產(chǎn)生的,并且可以在環(huán)境條件下存在,這一點(diǎn)非常重要。從原理上說(shuō),未來(lái)有一天,科學(xué)家們可以借助技術(shù)上不太復雜的工藝制造出鈹腈或類(lèi)似二維材料,將其用于工業(yè)領(lǐng)域。這項研究為高壓研究打開(kāi)了新的前景,有望開(kāi)發(fā)出性能超越石墨烯的新型二維材料。

  德國  石墨烯
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