全球首个基于微机电系统的二维材料原位转角调控平台

发布:cyqdesign 2024-08-27 13:02 阅读:78

美国和日本科学家开发出全球首个基于微机电系统(MEMS)的二维(2D)材料原位转角调控平台。这个指甲大小的平台名为“MEGA2D”,具备高度灵活性和精确度,可通过电压精确控制2D材料的间距、旋转等。相关论文发表于最新一期《自然》杂志。

加州大学伯克利分校科学家认为,这项研究扩展了科学家操控低维量子材料的能力,也为研究新型2D和3D混合结构铺平了道路,在凝聚态物理、量子技术等领域具有广阔应用前景。

2018年,《自然》杂志刊发的一篇论文指出,当两层平行石墨烯之间的扭转角度达到约1.1°的“魔角”时,就能“变身”为超导体。这一发现让人们对新量子技术满怀期待,“转角电子学”应运而生。

MEGA2D是一种可以扭转2D材料的MEMS平台。

然而,要想透彻研究扭转现象,必须制备数十到数百种不同配置的转角石墨烯结构,这一过程费时费力。而且,对两片单层原子进行连续动态转角调控也很难实现。此次团队开发出的MEGA2D平台有望克服这些难题。

使用MEGA2D平台,团队借助少量样品,对转角六方氮化硼(石墨烯的近亲)的多种特性进行了研究,并测量了范德华力。在此基础上,他们发现了该结构非线性光学性质内的“漩涡”。研究人员说,这些漩涡类似于“半斯格明子”。斯格明子是一种拓扑准粒子,存在于一些磁性材料内,人们从未想到会在非线性光学系统内出现。

研究团队表示,除用于转角电子学领域外,MEGA2D平台也可用于可调谐集成光源和量子计算等领域。他们还希望借助该平台,厘清扭转石墨烯和其他范德华材料的秘密,并催生新的发现。范德华材料是由多个单层2D材料通过范德华力组装而成的材料。

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