單元素二維拓?fù)浣^緣體鍺烯面世

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荷蘭科學(xué)家研制出了首個(gè)由單元素組成的二維(2D)拓?fù)浣^緣體鍺烯，其僅由鍺原子組成，還具有在“開”和“關(guān)”狀態(tài)之間切換的獨(dú)特能力，這一點(diǎn)類似晶體管，有望催生更節(jié)能的電子產(chǎn)品。相關(guān)研究刊發(fā)于最新一期《物理評(píng)論快報(bào)》雜志。

實(shí)驗(yàn)示意圖

圖片來源：《物理評(píng)論快報(bào)》雜志

為制造這種令人興奮的材料，研究人員將鍺和鉑熔化在一起，當(dāng)混合物冷卻時(shí)，鍺鉑合金頂部的一薄層鍺原子排列成蜂窩狀晶格，這個(gè)二維原子層被稱為鍺烯(Germanene)。

研究負(fù)責(zé)人、特溫特大學(xué)的潘特利斯·巴姆普里斯解釋說，目前電子設(shè)備會(huì)以熱量的形式損失大量能量，因?yàn)椴牧现械娜毕輹?huì)增加電阻，導(dǎo)致手機(jī)變得非常熱。拓?fù)浣^緣體是一種內(nèi)部具有絕緣性，而邊緣導(dǎo)電的獨(dú)特材料，導(dǎo)電邊緣允許電流在沒有能量損失的情況下流動(dòng)，這使它們比目前的電子材料更節(jié)能。

鍺烯就是這樣一種2D拓?fù)浣^緣體。巴姆普里斯指出，目前的拓?fù)浣^緣體由不同種類的元素以復(fù)雜的結(jié)構(gòu)組成，鍺烯的獨(dú)特之處在于它由單一元素鍺制成。而且，通過施加電場(chǎng)可以“關(guān)閉”材料的導(dǎo)電特性，只有拓?fù)浣^緣體才擁有這一性質(zhì)。

研究團(tuán)隊(duì)表示，能夠在“開”和“關(guān)”兩種狀態(tài)之間切換，為利用鍺烯設(shè)計(jì)出拓?fù)湫蛨?chǎng)效應(yīng)晶體管鋪平了道路。這些晶體管可以取代電子設(shè)備中的傳統(tǒng)晶體管，使電子設(shè)備不再發(fā)熱。

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