新二維材料鈹?shù)┚哂歇?dú)特電子特性 有望在量子技術(shù)領(lǐng)域大顯身手

據(jù)最新一期《物理評(píng)論快報(bào)》報(bào)道，德國(guó)拜羅伊特大學(xué)研究人員主導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)首次利用現(xiàn)代高壓技術(shù)，開(kāi)發(fā)出一種以前未知的二維材料鈹?shù)?beryllonitrene)。新材料由規(guī)則排列的氮原子和鈹原子組成，擁有獨(dú)特的電子晶格結(jié)構(gòu)，有望在量子技術(shù)領(lǐng)域大顯身手。

二維材料指擁有長(zhǎng)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(dú)特的性質(zhì)，有望提升電子設(shè)備、太陽(yáng)能電池和醫(yī)療設(shè)備的性能。自2004年石墨烯面世以來(lái)，人們對(duì)二維材料的興趣與日俱增。

在本研究中，科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室制造出的高達(dá)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?shù)┦且环N新型二維材料。與石墨烯不同，鈹?shù)┯晌暹呅蔚腂eN4和六邊形的Be2N4組成，這種二維晶體結(jié)構(gòu)導(dǎo)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(jì)算機(jī)或以安全通信為目標(biāo)的新加密技術(shù)等。

研究負(fù)責(zé)人娜塔莉亞·杜布維斯卡雅說(shuō)：“我們?cè)诟邏貉芯糠矫孢M(jìn)行了密切的國(guó)際合作，首次生產(chǎn)出一種以前完全未知的化合物，這項(xiàng)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(yàn)室產(chǎn)生的巨大壓力下才能實(shí)現(xiàn)，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(fù)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(xiàng)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。