微型二维材料调控平台面世
发布时间: 2024-08-27 10:04:31
科技日报北京8月25日电 （记者刘霞）美国和日本科学家开发出全球首个基于微机电系统（MEMS）的二维（2D）材料原位转角调控平台。这个指甲大小的平台名为“MEGA2D”，具备高度灵活性和精确度，可通过电压精确控制2D材料的间距、旋转等。相关论文发表于最新一期《自然》杂志。
MEGA2D是一种可以扭转2D材料的MEMS平台。 图片来源：《自然》杂志
加州大学伯克利分校科学家认为，这项研究扩展了科学家操控低维量子材料的能力，也为研究新型2D和3D混合结构铺平了道路，在凝聚态物理、量子技术等领域具有广阔应用前景。
2018年，《自然》杂志刊发的一篇论文指出，当两层平行石墨烯之间的扭转角度达到约1.1°的“魔角”时，就能“变身”为超导体。这一发现让人们对新量子技术满怀期待，“转角电子学”应运而生。
然而，要想透彻研究扭转现象，必须制备数十到数百种不同配置的转角石墨烯结构，这一过程费时费力。而且，对两片单层原子进行连续动态转角调控也很难实现。此次团队开发出的MEGA2D平台有望克服这些难题。
使用MEGA2D平台，团队借助少量样品，对转角六方氮化硼（石墨烯的近亲）的多种特性进行了研究，并测量了范德华力。在此基础上，他们发现了该结构非线性光学性质内的“漩涡”。研究人员说，这些漩涡类似于“半斯格明子”。斯格明子是一种拓扑准粒子，存在于一些磁性材料内，人们从未想到会在非线性光学系统内出现。
研究团队表示，除用于转角电子学领域外，MEGA2D平台也可用于可调谐集成光源和量子计算等领域。他们还希望借助该平台，厘清扭转石墨烯和其他范德华材料的秘密，并催生新的发现。范德华材料是由多个单层2D材料通过范德华力组装而成的材料。
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