二维 (2D) 半导体在量子计算和未来方面前景广阔 电子产品。现在，研究人员可以将金属金转化为半导体并定制 氮化硼纳米管上的逐个原子材料。
金是一种导电材料，已广泛用作电子设备中的互连。 随着电子产品变得越来越小、功能越来越强大，半导体材料 涉及的范围也有所缩小。然而，计算机已经变得尽可能小 现有的设计——为了打破障碍，研究人员深入研究了底层的物理原理 量子计算和黄金在量子力学中的异常行为。
研究人员可以将金转化为单层半导体量子点 原子。它们的能隙或带隙是由量子限制形成的——一个量子 当材料的尺寸变得如此小而接近原子时，会产生类似原子的效应 分子尺度。这些 2D 金量子点可用于带隙电子产品 这是逐个原子可调的。
用单层原子制作点很棘手，更大的挑战是定制 他们的财产。当放置在氮化硼纳米管上时，来自密歇根州的研究人员 科技大学发现他们可以用金量子点来做 几乎不可能。让金点逐个原子聚集的机制是 他们最近发表在的新论文的重点ACS 纳米 ().
能量选择性沉积
足球比赛结果物理学教授 Yoke Khin Yap 领导了这项研究。他解释说 他的团队观察到的行为——金量子点的原子级操纵—— 可以用 a 看到扫描透射电子显微镜 (STEM)。 STEM 的高能电子束使 Yap 等研究人员能够观看 实时原子运动，该视图揭示了金原子如何与 氮化硼纳米管表面。基本上，金原子沿着表面滑动 纳米管，它们稳定在六边形蜂窝上方的悬停位置 氮化硼纳米管。
原子滑行和停止与所谓的能量选择性沉积有关。 在实验室中，该团队采用一系列氮化硼纳米管并运行载金 雾气过去；雾中的金原子要么以多层纳米粒子的形式粘附 或者从纳米管上弹开，但一些能量较高的纳米管会沿着圆周滑动 纳米管并稳定下来，然后开始聚集成单层金量子 点。研究小组表明，金优先沉积在其他金颗粒后面 已经稳定下来。
“氮化硼纳米管表面原子级光滑，没有缺陷 从表面上看，它是一个排列整齐的蜂窝状，”Yap 说，并补充说纳米管 具有化学惰性，纳米管和金之间没有物理键 原子。 “这很像滑雪：你无法在没有雪的崎岖不平且粘稠的山上滑雪， 理想的条件让它变得更好。纳米管的光滑表面就像 新鲜的粉末。”
梦想纳米技术
对未来电子和量子计算新材料的探索引领了 研究人员走了很多路。 Yap 希望通过展示其有效性 金，其他研究人员将受到启发去关注其他金属单层 在分子尺度上。
“这是一项梦想中的纳米技术，”Yap 说。 “这是一种分子尺度的可调技术 由在可见光谱中具有理想带隙的原子组成。有很多承诺 在电子和光学设备中。”
团队的后续步骤包括进一步表征和整合器件制造 展示全金属电子产品。单层金属原子有可能 构成未来电子产品的整体，这将节省大量制造成本 能源和材料。
这项工作是与拉文德拉·潘迪 (Ravindra Pandey) 合作完成的，他是物理学教授 足球比赛结果的团队贡献了理论模型，胡安-卡洛斯·伊德罗博 (Juan-Carlos Idrobo) 橡树岭国家实验室纳米相材料科学中心的科学家。
足球比赛结果是一所 R1 公立研究型大学，成立于 1885 年，位于霍顿，拥有来自全球 60 多个国家的近 7,500 名学生。密歇根州旗舰科技大学的投资回报率一直名列全美最佳大学之列，提供超过 185 个本科和graduate科学技术、工程、计算机、林业、商业、健康专业、人文、数学、社会科学和艺术领域的学位课程。乡村校园距离密歇根州上半岛的苏必利尔湖仅数英里，提供全年户外探险的机会。
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