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科学家们像打牌一样打乱原子层来制造新的量子材料

  材料科学家现在可以将分层的化合物混合在一起,就像将两副不同的纸牌组合在一起一样。美国能源部艾姆斯实验室(Ames Laboratory)的一个研究小组最近发现了这项技术,它将引领新材料的发展,这些新材料具有不同寻常的电子传输特性,有可能在下一代量子技术中应用。
  这项新发现的技术在新型balema_nanscalaleadvances材料设计中显示了另一个意想不到和有前景的应用。"重组"方法可以从层状过渡金属二卤族(TMDCs)中生成热稳定的三维异质结构。这些都是范德华材料,由金属纳米层夹在硫、硒或碲这两层硫化物之间组成。类似于石墨,这些化合物可以剥离成二维层,显示出独特的电子传输特性和量子现象。
  艾姆斯实验室材料科学与工程部门的资深科学家、项目负责人Viktor Balema说:"TMDCs在可再生能源、催化和光电子等领域的应用非常吸引研究人员。""我们的研究目标是为这些分层材料开发这种重新组装方法,这不仅是高效的,而且在生产中具有可扩展性和成本效益。"
  艾姆斯实验室的研究人员已经成功地克服了组成这些层状材料的主要挑战之一,即把原子上不同的、不相称的材料夹在一起的困难,这是通过球磨促进的机械化学的使用。
  艾姆斯实验室材料科学与工程部门的科学家Ihor Hlova说:"现在,我们已经证明,我们可以用机械化学方法设计新颖的层状异质结构,控制它们的组成并调节它们的性能。""这为多种不同的组合开辟了道路——基本上可能性是无限的。"
  到目前为止,这种方法已经被证明对几种非常不同的化合物有效,并继续以新的发现让科学家们感到惊讶。利用该团队的"层重组"技术制备的材料已经显示出广泛的电子传输特性,从半导电性到金属导电性,这取决于所涉及的构建块。
  这项研究的部分资金来自艾姆斯实验室的实验室指导研究和发展计划。理论建模有助于更好地理解实验结果,规划本研究的前进道路;与Petro Sahaidachnyi国家地面部队学院和乌克兰L’viv的Ivan Franko国立大学以及德克萨斯A&M大学的同事的广泛合作,为该项目增加了急需的能力。
  本文讨论的进一步研究是"不相称的过渡金属dichalcogenides通过二进制前体的机械化学的重组,"由Ihor z Hlova, Prashant辛格Serhiy z Malynych,罗马诉Gamernyk Oleksandr Dolotko, Vitalij k . Pecharsky杜安·d·约翰逊,Arjun k .帕沙克Raymundo Arroyave和维克托·p·Balema;并在Nanoscale Advances杂志的封面上刊登。
  英文来源:艾姆斯实验室

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