具有独特电子特性的新二维材料铍氮烯

日前,德国拜罗伊特大学研究人员主导的一个国际团队首次利用现代高压技术,开发出一种全新的二维材料铍氮烯。这一新材料由规则排列的氮原子和铍原子组成,拥有独特的电子晶格结构,有望在量子技术领域大显身手。

二维材料指拥有长度和宽度,但厚度仅为一两个原子的奇异材料,这些材料拥有独特的性质,有望提升电子设备、太阳能电池和医疗设备的性能。自2004年石墨烯面世以来,人们对二维材料的兴趣与日俱增。

在本次研究中,科学家在实验室中制造出高达100 GPa的压力,约为地球大气压力的100万倍,进而生产出铍氮烯这一新化合物。

从性质上来说,铍氮烯是一种新型二维材料。与石墨烯不同,铍氮烯由五边形的BeN4和六边形的Be2N4组成,这种二维晶体结构导致电子晶格略有畸变。由于这一电子特性,铍氮烯非常适用于量子技术领域,如用于研制高性能计算机或以安全通信为目标的新加密技术等。

研究负责人表示,尽管这一成果目前只有在实验室产生的巨大压力下才能实现,工业化生产还很难,但是新化合物是在减压过程中产生的,并且可以在环境条件下存在,未来有一天,科学家们可以借助技术上不太复杂的工艺制造出类似二维材料,将其应用于工业领域。

这项研究为高压研究开拓了新的前景,有望开发出性能超越石墨烯的新型二维材料。