广岛大学 (左)相变化合物GeSb2Te4的混合晶相的晶体结构
通过显示穿过费米能级的线性色散带,晶体锗b2Te4的(中)角分辨光电发射光谱
(右)基于本研究的结晶锗硼碲的能带结构示意图 研究人员在可重写光盘(如光盘和数字视盘)中使用的一种化合物中发现了表现得好像没有质量的电子,称为狄拉克电子
在这种相变材料中发现“无质量”电子可能会导致更快的电子设备
国际团队于7月6日在美国化学学会杂志《美国化学学会纳米》上公布了他们的结果
这种化合物是一种相变材料,也就是说它的原子结构在受热时会从非晶态转变为晶态
每种结构都有各自的特性,并且是可逆的,这使得这种化合物成为一种理想的材料,可以在电子设备中多次写入和重写信息
论文作者、广岛大学科学研究生院和高级科学与工程研究生院物理科学系教授木村明夫说:“相变材料由于其两个相之间的光学和电学性质的鲜明对比而引起了人们的极大关注。”
“非晶相的电子结构已经被研究过了,但是晶相的电子结构的实验研究还没有被研究过
" 研究人员发现锗硼碲酸盐的晶相具有狄拉克电子,这意味着它的行为类似于石墨烯,石墨烯是一种由单层碳原子组成的导电材料
他们还发现晶体结构的表面具有拓扑绝缘体的特征,其中内部结构保持静止,而表面进行电活动
相变材料的非晶相(左)和晶相(右)示意图,展示了相变过程中的原子重排
非晶相表现出具有大电阻率的半导体行为,而晶相表现出具有低得多的电阻率的金属行为
学分:广岛大学木村明夫 论文作者、广岛大学科学研究生院和高级科学与工程研究生院物理科学系助理教授穆尼萨·努尔马马特说:“非晶相表现出具有大电阻率的半导体行为,而晶相表现得像金属一样,电阻率低得多。”
“锗硼碲酸盐的晶相可以看作是石墨烯的三维类似物
" 据Nurmamat和Kimura称,石墨烯已经被研究人员认为是一种高速导电材料,但其固有的低通断电流比限制了其在电子器件中的应用
作为石墨烯的三维版本,锗硼硅结合了速度和灵活性,设计出下一代电子开关器件
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