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单元素二维拓扑绝缘体锗烯出现

科技日报记者 刘霞。单元

荷兰科学家开发了第一种由单元素组成的拓扑体锗二维(2D)拓扑绝缘体锗烯,它只由锗原子组成,绝缘具有在“打开”和“关闭”状态之间切换的烯出现独特能力,类似于晶体管,单元预计将产生更节能的拓扑体锗电子产品。最新一期《物理评论快报》杂志发表了相关研究。绝缘


实验示意图。烯出现
    图片来源:物理评论快报杂志。单元

为了制造这种令人兴奋的拓扑体锗材料,研究人员将锗和铂熔化在一起。绝缘当混合物冷却时,烯出现锗铂合金顶部的单元一层薄锗原子排列成蜂窝状晶格,称为锗烯(Germanene)。拓扑体锗

特温特大学的绝缘研究负责人潘特利斯·巴姆普里斯解释说,电子设备将以热的形式失去大量的能量,因为材料中的缺陷会增加电阻,导致手机变得非常热。拓扑绝缘体是一种独特的内部绝缘材料,具有边缘导电性。导电边缘允许电流在没有能量损失的情况下流动,使其比目前的电子材料更节能。

锗烯就是这样一种2D拓扑绝缘体。巴姆普里斯指出,目前的拓扑绝缘体由不同种类的元素组成,其独特之处在于它是由单一元素锗制成的。而且,只有拓扑绝缘体才能通过施加电场“关闭”材料的导电特性。

该研究小组表示,它可以在“开放”和“关闭”之间切换,并为利用锗烯设计拓扑场效应晶体管铺平道路。这些晶体管可以取代电子设备中的传统晶体管,使电子设备不再加热。

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