Ученые представили технологию создания слоев ультратонких двумерных материалов

Исследователи разработали новую технологию сверхчистого изготовления двумерных гетероструктур – материалов толщиной всего в несколько атомов, – которые могут быть использованы в квантовых технологиях и электронике.

По мнению экспертов из Саутгемптона и Сингапура, этот метод можно использовать для разработки устройств нового поколения, которые ускорят исследования в области квантовых вычислений.

Исследование, лежащее в основе их метода, опубликованное в Nature Communications, было проведено в сотрудничестве между Институтом функциональных интеллектуальных материалов, Национальным университетом Сингапура и Саутгемптонским университетом.

Современные методы производства двумерных материалов основаны на использовании липких синтетических полимеров для сборки атомных слоев. Однако после их применения часто остаются микроскопические остатки, которые загрязняют крошечные структуры и нарушают работу электронных устройств, в которых они используются.

Вместо этого исследовательская группа использовала природный минерал мусковит, или слюду, чтобы соединить атомарно тонкие материалы. Исследование показало, что замена «неудобных» полимеров слюдой делает материал атомарно плоским и обеспечивает более качественную поверхность для точного наложения атомных слоев друг на друга.

По словам ведущего автора исследования, доктора Макарса Шишкиса, преподавателя экспериментальной физики в Саутгемптонском университете, новый метод делает сборку более чистой и дешевой.

Он добавил: «Когда двумерные материалы, такие как графен и гексагональный нитрид бора, укладываются в многослойные структуры с контролируемым углом между слоями, они демонстрируют совершенно новые свойства — от экзотической сверхпроводимости до настраиваемого магнетизма. Наш новый метод позволяет точно выравнивать слои для создания этих сложных структур, которые раньше было слишком трудно изготовить. Такой уровень точности крайне важен для исследований в области квантовых материалов, где даже малейшее загрязнение может исказить результаты».