一种材料,四种行为:超导体,金属,半导体和绝缘体

riken科学家已经发现了如何使用专门的晶体管技术来操纵二硫化钼,以充当超导体,金属,半导体或绝缘体。通过插入钾离子并调节条件,它们可能会触发材料电子状态的巨大变化,甚至不预定将其变成超导体或绝缘体。这个对[...]

来源:SciTech日报
科学家们开发出了一种方法,只需添加钾离子和调整温度,即可将二硫化钼转变为一系列电子态,包括超导体。图片来源:SciTechDaily.com

RIKEN 科学家发现了如何使用专门的晶体管技术将二硫化钼操纵为超导体、金属、半导体或绝缘体。

通过插入钾离子并调整条件,它们可以引发材料电子态的巨大变化——甚至出乎意料地将其变成超导体或绝缘体。这种对单一二维材料的新控制水平可以为下一代电子学和超导研究带来令人兴奋的突破。

释放单一材料的多功能性

RIKEN 的物理学家团队开发了一种基于晶体管的技术,该技术允许单层材料呈现多种电子行为,充当超导体、金属、半导体或绝缘体。这种方法可能会导致新超导材料的发现。

“从材料科学的角度来看,基于单一材料的各种电子特性对我们来说非常有趣,”领导这项研究的 RIKEN 新兴物质科学中心的 Yoshihiro Iwasa 说道。

所讨论的材料是二硫化钼 (MoS2),它可以被隔离成原子薄层。每层由夹在硫原子层之间的钼原子组成。根据这些硫原子的排列方式,MoS2 可以存在两种不同的结构相:2H 相(表现为半导体)和 1T 相(表现为金属)。

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“2H 二硫化钼在下一代半导体器件中的应用前景非常广阔,”Iwasa 指出。

用钾离子引导相移

触发超导

然后,通过插入适量的钾并将样品冷却至 –268°C,研究人员发现 1T 相变成了超导体。

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