科学家为脆弱的量子技术制造盔甲

一个国际科学家团队为极其脆弱的量子系统发明了相当于防弹衣的东西，这将使它们足够坚固，可以用作新一代低能电子设备的基础。科学家们通过将液态金属镓的液滴轻轻地压在材料上，并用氧化镓涂层来应用这种装甲。

该小组的主要作者马蒂亚斯·伍尔达克 (Matthias Wurdack) 表示，保护对于石墨烯等薄材料至关重要，因为石墨烯只有一个原子厚——基本上是二维 (2-D)——因此很容易被传统的分层技术损坏。在Advanced Materials 上发表。

“保护涂层基本上就像原子级薄材料的防弹衣，它可以屏蔽高能粒子，这会对它造成很大程度的伤害，同时完全保持其光电特性和功能，”Wurdack 先生说。 ，博士学位 物理研究学院非线性物理中心 (NLPC) 和 FLEET ARC 卓越中心的学生。

研究团队的负责人、同样来自 NLPC 和 FLEET 的 Elena Ostrovskaya 教授说，这项新技术为基于超薄电子产品的行业的发展开辟了道路。

“二维材料具有非凡的特性，例如极低的电阻或与光的高效相互作用。”

“由于这些特性，它们可以在应对气候变化方面发挥重要作用。”

2020 年全球电力消耗的 8% 来自信息技术，包括计算机、智能手机以及谷歌和亚马逊等科技巨头的大型数据中心。随着对人工智能服务和智能设备的需求激增，这个数字预计每十年翻一番。

然而，这项工作通过利用二维半导体材料(如本研究中使用的二硫化钨)的卓越性能，有望为电子和光电子提供低能量替代品。

Wurdack 先生说，使用二维材料制造更高效的设备除了减少碳排放外，还有其他优势。

“二维技术还可以在航天器上实现超高效传感器，或在物联网设备中使用不受电池寿命限制的处理器。”

该团队通过将一滴液态镓暴露在空气中来创建他们的保护层，该液滴立即在其表面形成了一层仅 3 纳米厚的完美均匀的氧化镓层。

通过用载玻片挤压二维材料顶部的液滴，氧化镓层可以从液态镓转移到材料的整个表面上，尺寸可达厘米。

因为这种超薄氧化镓是一种绝缘的非晶玻璃，它保留了底层二维半导体的光电特性。的氧化镓玻璃还可以增强这些性质在低温下和保护以及对沉积在顶部的其它材料。这允许制造复杂的、分层的纳米级电子和光学设备，例如发光二极管、激光器和晶体管。

“我们已经为现有技术提供了一种很好的替代方案，可以针对行业应用进行扩展，”Wurdack 先生说。

“我们希望找到行业合作伙伴与我们合作，开发基于这项技术的保护层打印机，它可以进入任何实验室，就像光刻机一样。”

“看到这样的基础研究进入工业界，真是令人兴奋!”

“超薄 Ga 2 O 3玻璃：单层 WS 2的大规模钝化和保护材料”于2020 年 12 月发表在Advanced Materials上。

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