一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)為極其脆弱的量子系統(tǒng)發(fā)明了相當(dāng)于防彈衣的東西，這將使它們足夠堅(jiān)固，可以用作新一代低能電子設(shè)備的基礎(chǔ)。科學(xué)家們通過(guò)將液態(tài)金屬鎵的液滴輕輕地壓在材料上，并用氧化鎵涂層來(lái)應(yīng)用這種裝甲。

該小組的主要作者馬蒂亞斯·伍爾達(dá)克 (Matthias Wurdack) 表示，保護(hù)對(duì)于石墨烯等薄材料至關(guān)重要，因?yàn)槭┲挥幸粋€(gè)原子厚——基本上是二維 (2-D)——因此很容易被傳統(tǒng)的分層技術(shù)損壞。在Advanced Materials 上發(fā)表。

“保護(hù)涂層基本上就像原子級(jí)薄材料的防彈衣，它可以屏蔽高能粒子，這會(huì)對(duì)它造成很大程度的傷害，同時(shí)完全保持其光電特性和功能，”Wurdack 先生說(shuō)。 ，博士學(xué)位 物理研究學(xué)院非線性物理中心 (NLPC) 和 FLEET ARC 卓越中心的學(xué)生。

研究團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人、同樣來(lái)自 NLPC 和 FLEET 的 Elena Ostrovskaya 教授說(shuō)，這項(xiàng)新技術(shù)為基于超薄電子產(chǎn)品的行業(yè)的發(fā)展開(kāi)辟了道路。

“二維材料具有非凡的特性，例如極低的電阻或與光的高效相互作用。”

“由于這些特性，它們可以在應(yīng)對(duì)氣候變化方面發(fā)揮重要作用。”

2020 年全球電力消耗的 8% 來(lái)自信息技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)以及谷歌和亞馬遜等科技巨頭的大型數(shù)據(jù)中心。隨著對(duì)人工智能服務(wù)和智能設(shè)備的需求激增，這個(gè)數(shù)字預(yù)計(jì)每十年翻一番。

然而，這項(xiàng)工作通過(guò)利用二維半導(dǎo)體材料(如本研究中使用的二硫化鎢)的卓越性能，有望為電子和光電子提供低能量替代品。

Wurdack 先生說(shuō)，使用二維材料制造更高效的設(shè)備除了減少碳排放外，還有其他優(yōu)勢(shì)。

“二維技術(shù)還可以在航天器上實(shí)現(xiàn)超高效傳感器，或在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中使用不受電池壽命限制的處理器。”

該團(tuán)隊(duì)通過(guò)將一滴液態(tài)鎵暴露在空氣中來(lái)創(chuàng)建他們的保護(hù)層，該液滴立即在其表面形成了一層僅 3 納米厚的完美均勻的氧化鎵層。

通過(guò)用載玻片擠壓二維材料頂部的液滴，氧化鎵層可以從液態(tài)鎵轉(zhuǎn)移到材料的整個(gè)表面上，尺寸可達(dá)厘米。

因?yàn)檫@種超薄氧化鎵是一種絕緣的非晶玻璃，它保留了底層二維半導(dǎo)體的光電特性。的氧化鎵玻璃還可以增強(qiáng)這些性質(zhì)在低溫下和保護(hù)以及對(duì)沉積在頂部的其它材料。這允許制造復(fù)雜的、分層的納米級(jí)電子和光學(xué)設(shè)備，例如發(fā)光二極管、激光器和晶體管。

“我們已經(jīng)為現(xiàn)有技術(shù)提供了一種很好的替代方案，可以針對(duì)行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行擴(kuò)展，”Wurdack 先生說(shuō)。

“我們希望找到行業(yè)合作伙伴與我們合作，開(kāi)發(fā)基于這項(xiàng)技術(shù)的保護(hù)層打印機(jī)，它可以進(jìn)入任何實(shí)驗(yàn)室，就像光刻機(jī)一樣。”

“看到這樣的基礎(chǔ)研究進(jìn)入工業(yè)界，真是令人興奮!”

“超薄 Ga 2 O 3玻璃：?jiǎn)螌?WS 2的大規(guī)模鈍化和保護(hù)材料”于2020 年 12 月發(fā)表在Advanced Materials上。

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