为下一代计算构建纳米材料

西北大学的纳米科学家已经开发出一个蓝图，用不同类型的二维材料制造新的异质结构。二维材料是单原子层，可以像“纳米互锁构建块”一样堆叠在一起。材料科学家和物理学家对二维材料的特性及其潜在应用感到兴奋。研究人员在AIP出版社的应用物理学杂志上描述了他们的蓝图。

“我们已经概述了一种简单，确定且易于部署的方式，可以将这些单独的图层堆叠和缝合成自然界中看不到的顺序，”该作者的作者杰弗里·凯恩说，他曾在西北大学工作，但现在在劳伦斯伯克利国家公司工作。实验室和加州大学。

该隐解释说，对于纳米科学家来说，“梦想”是以任何顺序组合二维材料，并将这些异质结构的库与其记录的属性进行整理。然后，科学家可以从图书馆中选择合适的异质结构，用于他们所需的应用。例如，计算机行业正在努力使晶体管更小更快，以提高计算能力。具有良好电子特性的纳米级半导体可用于在下一代计算机中制造晶体管。

到目前为止，纳米科学家缺乏制造异质结构的明确方法，并且还没有能够开发这个库。在这项工作中，科学家们希望解决这些制造问题。在确定文献中的趋势后，他们测试了不同的条件，以确定从四种二维材料生长特定异质结构所需的不同参数：二硫化钼和二硒化物，以及二硫化钨和二硒化物。为了完全表征原子级薄的最终产品，科学家们使用了显微镜和光谱技术。

该小组的灵感来自经典材料中的时间 - 温度转换图表科学，该图表绘制了加热和冷却曲线，以生成精确的金属微结构。基于这种方法，研究人员将他们的发现打包成一种图解技术 - 时间 - 温度 - 架构图。

“人们以前曾就特定的形态学撰写过论文，但我们已将其统一起来，并通过一种技术实现了这些形态的产生，”该隐说。

统一的时间 - 温度 - 体系结构图提供了生成大量异质结构形态和组成所需的确切条件的指导。利用这些图表，研究人员开发了一个独特的纳米结构库，其物理特性是物理学家和材料科学家所关注的。西北大学的科学家现在正在检查其库中某些材料所显示的行为，例如材料之间的缝合连接处的电子流。

研究人员希望他们的蓝图设计能够用于超出前四种材料的异质结构制造。“我们的具体图表需要在每种新材料的背景下进行修订，但我们认为这种想法适用于其他材料系统，并可扩展到其他材料系统，”该隐说。