英国研究人员展示了2D混合材料

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曼彻斯特大学和谢菲尔德大学的研究人员共同努力,开发出了具有大量潜在电子应用的新型混合材料。

二维杂化材料
石墨烯等原子薄材料的组合可用于制造新型混合材料。图片:Pixabay

该小组发现,当两种原子薄(二维)材料,如石墨烯,像“乐高”塔一样放在彼此的顶部时,它们的性质会发生变化,一种具有新颖混合性质的材料就出现了。

这两层原子既没有物理上的相遇,也没有化学反应,而是通过弱范德华相互作用将两层原子连接在一起。

该小组还发现,通过扭曲两个堆叠的原子层,可以精确控制材料的性质,为未来技术的新材料和电子器件的设计开辟了道路。

将不同材料叠层以制造所谓异质结构的想法可以追溯到20世纪60年代,当时半导体砷化镓被研究用于制造微型激光器——现在已被广泛使用。

研究人员认为,所谓的“范德华异质结构”可以通过将任意数量的原子薄层堆叠在一起,来制造大量的设计材料和新型器件。

在传统的三维材料中,数百种组合成为可能,这可能会使人们获得新的未开发的光电子设备功能或不寻常的材料特性。

在这项研究中,它的工作发表在杂志上自然在美国,研究人员使用了由所谓的过渡金属二卤属化合物(TMDs)制成的范德华异质结构,这是一种广泛的层状材料家族。

该小组发现,当两个原子薄的半导体tmd组合在一个单一结构中,它们的性质会发生杂化,这种杂化使非杂化结构中的电子感受到moiré周期结构的影响,当周期略有不同的晶格(或周期相同但扭曲角很小)被放在彼此的顶部时,这种结构总是出现。

国家石墨烯研究所所长弗拉基米尔·法尔科教授说:“通过控制异质结构中电子状态的杂化,并使用moiré超晶格效应,这是原子物薄膜异质结构的通用效应,我们获得了一种新的方法来定制材料的光学性质。”

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