物理科技生物学-PHYICA

新提出的多功能纳米材料可以增强苍井空泉太阳能、量子计算

纳米技术 2022-07-13 23:58:13

莱斯大学的迈克·威廉姆斯 莱斯大学的材料理论家展示了一种独特的二维锑和铟硒化合物是如何根据外部电场的极化,在每个锡电极上具有不同的性质的

该图表明非易失性存储器件的两种状态可以被铁电层的极化翻转

信用:张俊杰插图 对于开发多功能纳米器件的科学家和工程师来说,一个非典型的二维三明治外面有美味的部分

与铁电铟硒化物配对的半导体锑原子薄层将显示出独特的性质,这取决于外部电场的边和极化

该场可用于稳定硒化铟的极化,这是一种长期追求的特性,容易被钙钛矿等材料的内部场破坏,但对太阳能应用非常有用

莱斯材料理论学家鲍里斯·雅科布森(Boris Yakobson)、第一作者、研究员张俊杰和研究生朱东阳(Toyong Zhu)的计算表明,用外部电场切换材料的偏振态,可以使它成为一种简单的绝缘体,带隙适合可见光吸收,也可以成为拓扑绝缘体,一种只沿表面传导电子的材料

将磁场转向内部将使这种材料成为太阳能电池板的好材料

把它向外翻可以使它成为量子计算的自旋电子设备

实验室的研究发表在美国化学学会杂志《纳米快报》上

雅科布森说:“随意切换材料电子能带结构的能力是一个非常有吸引力的旋钮。”

“铁电态和拓扑有序之间的强耦合会有所帮助:外加电压通过铁电极化来切换拓扑结构,铁电极化起到中介作用

这为设备工程和控制提供了新的范例

" 受到范德华力的微弱束缚,当暴露在电场中时,这些层改变了它们的物理结构

张说,这改变了化合物的带隙,而且这种改变不是微不足道的

“中心硒原子随着铁电极化的转换而移动,”他说

在最近的实验中已经观察到硒化铟的这种转换

" 研究人员称,与实验学家提出并最终制成的其他结构不同——硼巴克球就是一个很好的例子——这种开关材料制造起来可能相对简单

“与典型的大块固体不同,范德瓦尔斯晶体沿着低表面能平面的容易剥离实际上允许它们重新组装成异质双层,从而打开了像我们在这里发现的那样的新可能性,”张说

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