新加坡研究團隊研發新方法可用二維材料控制電子
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發布時間：2016-01-06
新加坡國立大學研究團隊研發了一種控制電子的新方法，能把電子封閉在由原子厚度的材料制成的設備中。這項由該校理學院先進二維材料中心教授安東尼奧·卡斯托·尼托領導的研究成果發表在《自然》雜志上。
幾乎所有現代技術比如電機、燈泡和半導體芯片要通過設備控制電流，電子不僅小而且運動快，還相互排斥，人們很難直接控制電子的運動。若要控制電子的行為，很多半導體材料需要摻雜化學物質，摻雜物在材料中釋放或吸收電子，改變電子濃度來驅動電流。然而，摻雜化學物具有局限性，它們會造成材料的不可逆化學變化。
研究團隊將原子厚度的兩種材料——鈦硒醚與氮化硼封裝在一起，僅將外部電子和磁場施加到組合材料上，就能起到化學摻雜物的作用，精確地控制電子的行為并使之可逆。其中，兩種材料的厚度很關鍵，將電子封閉到二維材料涂層內部，電場和磁場就獲得了統一。
尼托說：“我們能讓材料變成超導體，而整個材料中的電子移動沒有任何能量或熱的損失。”原子厚度的二維超導材料比傳統超導體更有優勢，比如可應用于更小的便攜式磁共振成像（MRI）儀器上。
這項耗時兩年開發的技術給高溫超導和其他固態現象實驗帶來了曙光，待測材料種類繁多，大大拓寬了固態材料科學的可能性。但目前的材料需要零下270攝氏度的超低溫度來產生功能。研究團隊下一步將開發高溫二維超導材料，以實現很多令人興奮的應用，如無損耗電氣線路、MRI和懸浮列車等。
