新二维材料铍氮烯具有独特电子特性

2021-05-08 01:34:00 来源: 科技日报 作者: 刘霞


单层铍氮烯由五边形的BeN₄和六边形的Be₂N₄组成。灰球为铍原子,蓝球为氮原子。

图片来源:物理学家组织网

科技日报记者 刘霞

据最新一期《物理评论快报》报道,德国拜罗伊特大学研究人员主导的一个国际团队首次利用现代高压技术,开发出一种以前未知的二维材料铍氮烯(beryllonitrene)。新材料由规则排列的氮原子和铍原子组成,拥有独特的电子晶格结构,有望在量子技术领域“大显身手”。

二维材料指拥有长度和宽度、但厚度仅一两个原子的奇异材料,这些材料拥有独特的性质,有望提升电子设备、太阳能电池和医疗设备的性能。自2004年石墨烯面世以来,人们对二维材料的兴趣与日俱增。

在本研究中,科学家在实验室制造出的高达100吉帕的极高压力(约比地球大气压力高100万倍),生产出了这种新化合物。

从性质上来说,铍氮烯是一种新型二维材料。与石墨烯不同,铍氮烯由五边形的BeN4和六边形的Be2N4组成,这种二维晶体结构导致电子晶格略有畸变。由于这一电子特性,它非常适于量子技术领域,例如,用于研制高性能计算机或以安全通信为目标的新加密技术等。

研究负责人娜塔莉亚·杜布维斯卡雅说:“我们在高压研究方面进行了密切的国际合作,首次生产出一种以前完全未知的化合物,这项研究也展示了高压研究在材料学领域的巨大潜力。”

研究人员进一步指出,尽管这一成果目前只有在实验室产生的巨大压力下才能实现,其工业化生产还很难,但新化合物是在减压过程中产生的,并且可以在环境条件下存在,这一点非常重要。从原理上说,未来有一天,科学家们可以借助技术上不太复杂的工艺制造出铍腈或类似二维材料,将其用于工业领域。这项研究为高压研究打开了新的前景,有望开发出性能超越石墨烯的新型二维材料。

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责任编辑:常丽君