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研究小组开发了捕获电子的方法

石墨烯独特的2D结构意味着电子通过它的方式与大多数其他材料不同。这种独特传输的结果是,施加电压不会像大多数其他材料那样阻止电子。这是一个问题,因为要从石墨烯及其独特的电子中进行有用的应用(例如量子计算机),必须能够停止和控制石墨烯电子。

来自马德里自治大学(西班牙),格勒诺布尔阿尔卑斯大学(法国),国际伊比利亚纳米技术实验室(葡萄牙)和阿尔托大学的跨学科研究团队解决了这一长期存在的问题。该小组的成员包括实验研究人员EvaCortésdelRío,Pierre Mallet,HéctorGonzález-Herrero,JoséMaríaGómez-Rodríguez,Jean-Yves Veuillen和IvánBrihuega,以及理论家,包括JoaquínFernández-Rossier和应用助理教授Jos Lado在阿尔托。

实验团队使用原子砖建造了能够阻止石墨烯电子的壁。这是通过创建限制电子的原子壁来实现的,从而形成其光谱随后与理论预测进行比较的结构,表明电子受到限制。尤其是,从结构清晰的结构引起了对电子的近乎完美的限制,这从具有明显长寿命的尖锐量子阱共振的出现中得到证明。

这项工作于本周在“ 高级材料”杂志上发表,证明了石墨烯电子的不可穿透的壁可以通过对大量氢原子的集体操纵来制造。在实验中,使用扫描隧道显微镜来构建亚纳米精度的人造墙。这导致了形状复杂的石墨烯纳米结构,尺寸范围从2纳米到1微米。

重要的是,该方法是非破坏性的,允许研究人员随意擦除和重建纳米结构,从而为制造人造石墨烯装置提供了前所未有的控制程度。实验表明,工程纳米结构能够将石墨烯电子完美地限制在这些人工设计的结构中,从而克服了克莱因隧道效应带来的关键挑战。最终,这为纳米结构实现了可以选择性耦合的石墨烯量子点开辟了许多令人兴奋的新可能性,从而为人工设计的量子物质提供了可能性。

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