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量子电路的革命:石墨烯的精密工程
发布日期:2023-05-03 01:37:10  稿源:cnBeta.COM

想象一下,有一座由一堆砖头组成的建筑,由可适应的桥梁连接,拉动一个旋钮,修改桥梁,建筑就会改变功能,听上去是不是很棒?由加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所(ICN2)和ICREA的Aitor Mugarza教授领导的一个研究小组,与来自加泰罗尼亚研究中心的Diego Peña教授一起组成了一个研究小组。

圣地亚哥-德-坎波斯特拉大学生物化学和分子材料研究中心(CiQUS-USC)的Diego Peña教授,ICN2团队的前成员、目前在坎塔布里亚大学担任研究员的Cesar Moreno博士,以及多诺斯蒂亚国际物理中心(DIPC)和Ikerbasque基金会的Aran Garcia-Lekue博士已经做了类似的事情,但在单原子尺度上,目的是合成具有可调整特性的新型碳基材料。

正如刚刚发表在《美国化学学会杂志》(JACS)上的一篇论文所解释的那样,这项研究是原子薄型材料精确工程的一个重大突破--由于其尺寸减少而被称为"二维材料"。所提出的制造技术为材料科学开辟了令人兴奋的新的可能性,特别是在先进的电子产品和未来可持续能源的解决方案中的应用。

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该研究被刊登在《美国化学会杂志》(JACS)的封面上。资料来源:Maria Tenorio博士和Dámaso Torres - ICN2

这项研究的作者通过连接被称为"纳米带"的超窄石墨烯条,通过由苯基分子(是大分子的一部分)组成的灵活"桥梁",合成了一种新的纳米多孔石墨烯结构。通过连续修改这些桥的结构和角度,科学家们可以控制纳米带通道之间的量子连通性,并最终对石墨烯纳米结构的电子特性进行微调。这种可调性也可以由外部刺激控制,如应变或电场,为不同的应用提供机会。

这些突破性的发现来自于西班牙顶级机构(CiQUS、ICN2、坎塔布里亚大学、DIPC)和丹麦技术大学(DTU)之间的合作,表明所提出的分子桥策略可以对具有定制属性的新材料的合成产生巨大影响,是实现量子电路的有力工具。这些电路执行的操作与传统电路类似,尽管与后者不同,量子电路利用了量子效应和现象。这些系统的设计和实现与量子计算机的发展极为相关。

但本研究提出的方法的潜在应用超越了未来的电子设备和计算机。事实上,它还可以导致热电纳米材料的发展,这在可再生能源发电和废热回收方面可以产生重要影响,因此解决了另一个关键的社会挑战。

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