Bahan nano baru untuk elektronika kuantum

Anonim

Sebuah tim internasional yang dipimpin oleh Asisten Profesor Kasper Steen Pedersen, DTU Chemistry, telah mensintesis bahan nano baru dengan sifat listrik dan magnetik sehingga cocok untuk komputer kuantum masa depan dan aplikasi lain dalam elektronik.

Chromium-chloride-pyrazine (rumus kimia CrCl 2 (pyrazine) 2) adalah bahan berlapis, yang merupakan prekursor untuk material yang disebut 2-D. Pada prinsipnya, material 2-D memiliki ketebalan hanya satu molekul dan ini sering menyebabkan sifat yang sangat berbeda dari bahan yang sama dalam versi 3-D normal; tidak sedikit dari itu, sifat listriknya akan berbeda. Sementara dalam materi 3-D, elektron dapat mengambil arah apa pun, dalam material 2-D mereka akan dibatasi untuk bergerak secara horizontal — sepanjang panjang gelombang elektron lebih panjang daripada ketebalan lapisan 2-D.

Hibrida organik / anorganik

Graphene adalah material 2-D yang paling terkenal. Graphene terdiri dari atom karbon dalam struktur kisi, yang menghasilkan kekuatan luar biasa. Sejak sintesis pertama graphene pada tahun 2004, ratusan bahan 2-D lainnya telah disintesis, beberapa di antaranya mungkin menjadi kandidat untuk aplikasi elektronik kuantum. Namun, materi novel didasarkan pada konsep yang sangat berbeda. Sementara kandidat lainnya semuanya anorganik — sama seperti graphene — chromium-chloride-pyrazine adalah material hibrid organik / anorganik.

"Bahan ini menandai jenis kimia baru, di mana kita dapat mengganti berbagai blok bangunan dalam material dan dengan demikian memodifikasi sifat fisik dan kimianya. Ini tidak dapat dilakukan dalam graphene. Misalnya, seseorang tidak dapat memilih untuk menggantikan setengahnya. atom karbon dalam graphene dengan jenis atom yang lain. Pendekatan kami memungkinkan merancang properti jauh lebih akurat daripada yang dikenal dalam material 2-D lainnya, "Kasper Steen Pedersen menjelaskan.

Selain sifat listrik, juga sifat magnetik di Chromium-Chloride-Pyrazine dapat dirancang secara akurat. Ini sangat relevan dalam kaitannya dengan "spintronics".

"Sementara dalam elektronik normal, hanya muatan elektron yang digunakan, tetapi juga elektron spin - yang merupakan properti mekanika kuantum - digunakan dalam spintronics. Ini sangat menarik untuk aplikasi komputasi kuantum. Oleh karena itu, pengembangan bahan berskala nano yang keduanya melakukan dan magnet paling relevan, "Kasper Steen Pedersen mencatat.

Dunia baru dari materi 2-D

Selain komputasi kuantum, chromium-chloride-pyrazine mungkin menarik di masa depan superkonduktor, katalis, baterai, sel bahan bakar, dan elektronik pada umumnya.

Perusahaan-perusahaan tidak ingin segera mulai memproduksi materi, peneliti menekankan: "Belum, setidaknya! Ini masih penelitian mendasar. Karena kami menyarankan suatu materi yang disintesis dari pendekatan yang sepenuhnya baru, sejumlah pertanyaan tetap tidak terjawab. Misalnya, kita belum dapat menentukan tingkat stabilitas bahan dalam berbagai aplikasi. Namun, bahkan jika kromium-klorida-pyrazine seharusnya untuk beberapa alasan terbukti tidak cocok untuk berbagai kemungkinan penerapan, prinsip-prinsip baru di balik sintesisnya akan tetap Ini adalah pintu menuju dunia baru dari materi 2-D yang lebih maju yang terbuka. "

menu
menu