耶鲁大学 耶鲁大学与布鲁克海文国家实验室合作开发的一种新材料中原子的特定元素扫描透射电子显微镜图像
这张图片展示了钴(绿色)和钛(红色)原子的层状薄片
学分:布鲁克海文国家实验室 未来几十年革命性的技术发现，那些将改变日常生活的发现，可能来自新材料，这些新材料小到可以让纳米材料看起来像块状的庞然大物
这些新材料将在皮米尺度上进行设计和提炼，皮米比纳米小一千倍，比微米小一百万倍(微米本身比人类头发的宽度还要小)
为了完成这项工作，科学家们需要接受一系列新设备的培训，这些新设备可以测量和引导这些精密控制的材料
这项工作包括从理论上设计材料，制造材料，并描述其特性
在耶鲁大学，他们有一个名字；他们称之为“微微科学”
" 约翰·C·查尔斯·安实验室的高级研究科学家弗雷德里克·沃克说:“耶鲁大学的研究人员正在发明新材料，这些材料体积小、速度快，可以以多种方式工作，例如模仿大脑中的神经元、用磁铁计算和用量子力学计算。”
马龙，应用物理、机械工程和材料科学、物理学教授，应用物理系主席
安是一项新研究的资深作者，这项研究将微微科学推向了另一个方向:从元素周期表中提取元素，并在亚原子水平上对它们进行修补，以梳理出新的材料
安实验室的研究生、这项研究的第一作者桑杰·李设计并培育了这种新材料，它是一种人工的层状晶体，由元素镧、钛、钴和氧组成
研究人员一次在一个原子平面上将元素分层，这样一个原子厚的氧化钛片将一个电子转移到一个原子厚的氧化钴片上
这改变了氧化钴片的电子结构和磁性
“我们能够以比原子本身小得多的精度操纵组成原子，”李说
“这些类型的新晶体可能构成开发新磁性材料的基础，在这种材料中，在如此小的长度范围内，磁性和电子传导之间的微妙平衡可以在新颖的类似晶体管的器件中实现，这种器件的性能优于当今的晶体管
" 李在纽约布鲁克海文国家实验室的国家同步加速器光源二号上接受了一些仪器的培训
同步加速器是一种大约有足球场大小的机器，它能将电子加速到接近光速
这些电子产生非常明亮的x光束，供研究人员在实验中使用
这项新的研究发表在《物理评论快报》杂志上，由耶鲁大学、布鲁克海文大学、熨斗研究所和阿尔贡国家实验室的共同作者撰写
除了安和李，耶鲁大学的合著者还有索拉博·伊斯梅尔-贝吉、亚历克斯·泰京·李、沃克、安基特·迪萨和陈一·贾
除了设计和种植新材料，李桑杰还对它们进行了描述并分析了结果
在理论方面，耶鲁大学的同事亚历克斯·泰京·李(Alex Taekyung Lee)和亚历山大·乔治斯库(Alexandru Georgescu)使用量子力学计算来计算材料的结构及其对电子结构的影响。亚历山大·乔治斯库现在在熨斗研究所的计算量子物理中心工作
这项工作使团队能够描述材料的磁性状态
耶鲁已经将量子材料的开发确定为优先研究领域，预见到它们在新计算系统中的应用将远远超过今天的计算机
该大学还指出了与布鲁克海文合作的重要性，布鲁克海文拥有美国最先进的材料表征设备，包括美国最新的同步加速器
“新材料的发明是改变我们生活的技术进步的核心，”合著者之一、耶鲁大学应用物理学教授伊斯梅尔·贝吉说
“新的电子材料推动了手机、电脑、平板电脑、智能手表和医疗设备不断增长的能力
" 合著者沃克强调了实验学家和理论家在进行微微科学研究中沟通的重要性:“理论设计和实验制造之间的协同反馈回路对于成功发现新材料特性至关重要，”他说
“这个反馈回路已经成为美国国家科学基金会材料发现项目的标志，最初是在耶鲁大学开发的
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