研究小組開發(fā)了捕獲電子的方法
石墨烯獨特的2D結(jié)構(gòu)意味著電子通過它的方式與大多數(shù)其他材料不同。這種獨特傳輸?shù)慕Y(jié)果是，施加電壓不會像大多數(shù)其他材料那樣阻止電子。這是一個問題，因為要從石墨烯及其獨特的電子中進(jìn)行有用的應(yīng)用(例如量子計算機)，必須能夠停止和控制石墨烯電子。
來自馬德里自治大學(xué)(西班牙)，格勒諾布爾阿爾卑斯大學(xué)(法國)，國際伊比利亞納米技術(shù)實驗室(葡萄牙)和阿爾托大學(xué)的跨學(xué)科研究團(tuán)隊解決了這一長期存在的問題。該小組的成員包括實驗研究人員EvaCortésdelRío，Pierre Mallet，HéctorGonzález-Herrero，JoséMaríaGómez-Rodríguez，Jean-Yves Veuillen和IvánBrihuega，以及理論家，包括JoaquínFernández-Rossier和應(yīng)用助理教授Jos Lado在阿爾托。
實驗團(tuán)隊使用原子磚建造了能夠阻止石墨烯電子的壁。這是通過創(chuàng)建限制電子的原子壁來實現(xiàn)的，從而形成其光譜隨后與理論預(yù)測進(jìn)行比較的結(jié)構(gòu)，表明電子受到限制。尤其是，從結(jié)構(gòu)清晰的結(jié)構(gòu)引起了對電子的近乎完美的限制，這從具有明顯長壽命的尖銳量子阱共振的出現(xiàn)中得到證明。
這項工作于本周在“ 高級材料”雜志上發(fā)表，證明了石墨烯電子的不可穿透的壁可以通過對大量氫原子的集體操縱來制造。在實驗中，使用掃描隧道顯微鏡來構(gòu)建亞納米精度的人造墻。這導(dǎo)致了形狀復(fù)雜的石墨烯納米結(jié)構(gòu)，尺寸范圍從2納米到1微米。
重要的是，該方法是非破壞性的，允許研究人員隨意擦除和重建納米結(jié)構(gòu)，從而為制造人造石墨烯裝置提供了前所未有的控制程度。實驗表明，工程納米結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑹╇娮油昝赖叵拗圃谶@些人工設(shè)計的結(jié)構(gòu)中，從而克服了克萊因隧道效應(yīng)帶來的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。最終，這為納米結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了可以選擇性耦合的石墨烯量子點開辟了許多令人興奮的新可能性，從而為人工設(shè)計的量子物質(zhì)提供了可能性。
