新突破:世界上最小的只有两个原子厚度的技术

一项科学突破:特拉维夫大学的研究人员设计了世界上最小的技术,厚度只有两个原子。

根据研究人员的说法,这项新技术提出了一种方法,可以将电信息存储在科学已知的最薄的单元中,在自然界中最稳定和惰性的材料之一中。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球允许的量子力学电子隧穿通过原子薄膜可能大大提高信息阅读过程,远远超过目前的技术。

这项研究是由雷蒙德和贝弗利萨克勒物理与天文学院和雷蒙德和贝弗利萨克勒化学学院的科学家们进行的。该小组包括Maayan Vizner Stern、Yuval Waschitz、Wei Cao、Iftach Nevo、Eran Sela、Michael Urbakh、Oded Hod和Moshe Ben Shalom博士。该著作现发表于欧洲杯线上买球杂志。

“我们的研究源于关于原料中原子和电子行为的好奇心,这引起了支持我们现代生活方式的许多技术”欧洲杯足球竞彩本·沙洛姆医生说。“我们(和许多其他科学家)试图理解、预测,甚至控制这些粒子的迷人属性,因为它们凝结成我们称之为晶体的有序结构。欧洲杯猜球平台例如,在计算机的核心,有一个微小的晶体装置,用来在两种状态之间切换,以显示不同的反应——“是”或“否”,“上”或“下”等等。没有这种二分法,就不可能对信息进行编码和处理。实际的挑战是找到一种机制,使开关在一个小,快速,廉价的设备。

目前最先进的设备由微小晶体只包含大约一百万个原子(大约一百个原子的高度、宽度和厚度),一百万这些设备可以被压缩成一百万倍的面积一个硬币,每个设备切换速度约为每秒一百万次。

在技术突破之后,研究人员第一次能够将晶体器件的厚度减少到只有两个原子。本·沙洛姆博士强调,这种薄结构使基于电子量子能力的记忆能够快速有效地跳过只有几个原子厚度的屏障。因此,它可能在速度、密度和能源消耗方面显著改善电子设备。

在该研究中,研究人员使用了一种二维材料:一个原子厚的硼和氮层,布置在重复的六边形结构中。在实验中,它们通过人工组装两个这样的层来打破这种晶体的对称性。“在其天然的三维状态下,这种材料由彼此顶部的大量层组成,每个层相对于其邻居旋转180度(反平行配置)”Ben Shalom博士说。“在实验室中,我们能够以平行配置人为地堆叠层,没有旋转,这使得它们在完美重叠中的同一种类的原子占据了它们,尽管它们之间存在强烈的排斥力(由其相同的电荷产生)。实际上然而,晶体更喜欢略微向另一层滑动一层,因此只有每层原子的一半处于完美重叠,并且那些重叠的原子与相反的电荷相反 - 虽然所有其他层的收费都是相反的空间 - 六边形的中心。在这种人工堆叠配置中,层彼此完全不同。例如,如果在顶层仅在硼原子重叠,则在底层中,它是另一种方式。“

本·沙洛姆博士还强调了理论团队的工作,他们进行了大量的计算机模拟。我们在一起建立了深刻的理解,为什么系统的电子在实验室中测量时的形式。由于这种基本的理解,我们期望在其他对称破碎的分层系统中令人着迷的反应,”他说。

领导研究的博士学位毛扬威尼纳斯特恩(Maayan Wizner Stern)解释:“我们在实验室中创建的对称性破坏,其在自然晶体中不存在,迫使电荷在层之间重新组织本身并产生垂直于层平面的微小内部电极。当我们应用外部电场时系统相反的方向横向滑动以切换偏振取向。即使外部场关闭,切换偏振也保持稳定。在此,该系统类似于今天的技术广泛使用的厚三维铁电系统。“

“在如此薄的系统中,由于层间的弱范德华力,具有独特的极化和倒转特性,迫使晶体和电子排列的能力并不局限于硼和氮晶体,”添加Ben Shalom博士。“我们预计具有正确对称性的许多分层晶体中的行为。层间滑动作为一种原始和有效的控制高级电子设备的思路是非常有前途的,我们将其命名为Slide-Tronics”。

Maayan Vizner Stern的结论:“我们很高兴发现在其他状态下会发生什么,我们强迫自然,并预测其他结构,一对额外的自由度是可能的。我们希望微型化和翻转滑动技术将改善今天的电子设备,更重要的是,允许未来设备采用其他原始的方式来控制信息。除了计算机设备,我们期望这项技术将有助于探测器,能量储存和转换,与光的相互作用等。正如我们所看到的,我们面临的挑战是发现更多具有新的滑溜自由度的晶体。”

这项研究得到了欧洲研究理事会(ERC启动基金)、以色列科学基金会(ISF)和科技部(MOST)的支持。欧洲杯线上买球

来源:https://english.tau.ac.il/

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