日前,德國拜羅伊特大學研究人員主導的一個國際團隊首次利用現(xiàn)代高壓技術,開發(fā)出一種全新的二維材料鈹氮烯。這一新材料由規(guī)則排列的氮原子和鈹原子組成,擁有獨特的電子晶格結構,有望在量子技術領域大顯身手。

二維材料指擁有長度和寬度,但厚度僅為一兩個原子的奇異材料,這些材料擁有獨特的性質,有望提升電子設備、太陽能電池和醫(yī)療設備的性能。自2004年石墨烯面世以來,人們對二維材料的興趣與日俱增。

在本次研究中,科學家在實驗室中制造出高達100 GPa的壓力,約為地球大氣壓力的100萬倍,進而生產出鈹氮烯這一新化合物。

從性質上來說,鈹氮烯是一種新型二維材料。與石墨烯不同,鈹氮烯由五邊形的BeN4和六邊形的Be2N4組成,這種二維晶體結構導致電子晶格略有畸變。由于這一電子特性,鈹氮烯非常適用于量子技術領域,如用于研制高性能計算機或以安全通信為目標的新加密技術等。

研究負責人表示,盡管這一成果目前只有在實驗室產生的巨大壓力下才能實現(xiàn),工業(yè)化生產還很難,但是新化合物是在減壓過程中產生的,并且可以在環(huán)境條件下存在,未來有一天,科學家們可以借助技術上不太復雜的工藝制造出類似二維材料,將其應用于工業(yè)領域。

這項研究為高壓研究開拓了新的前景,有望開發(fā)出性能超越石墨烯的新型二維材料。