Nouveau matériau nano pour l'électronique quantique

Anonim

Une équipe internationale dirigée par le professeur adjoint Kasper Steen Pedersen, de DTU Chemistry, a synthétisé un nouveau nano matériau aux propriétés électriques et magnétiques, ce qui le rend approprié pour les futurs ordinateurs quantiques et autres applications en électronique.

Le chlorure de chrome-pyrazine (formule chimique CrCl 2 (pyrazine) 2) est un matériau en couches, précurseur d'un matériau dit «2D». En principe, un matériau 2-D a une épaisseur d'une seule molécule et cela conduit souvent à des propriétés très différentes de celles du même matériau dans une version 3-D normale; dont les propriétés électriques seront différentes. Alors que dans un matériau à trois dimensions, les électrons peuvent prendre n'importe quelle direction, dans un matériau à deux dimensions, ils seront limités à se déplacer horizontalement, à condition que la longueur d'onde de l'électron soit supérieure à l'épaisseur de la couche à deux dimensions.

Hybride organique / inorganique

Le graphène est le matériau 2D le plus connu. Le graphène est constitué d'atomes de carbone dans une structure en treillis, ce qui donne sa résistance remarquable. Depuis la première synthèse de graphène en 2004, des centaines d'autres matériaux à deux dimensions ont été synthétisés, dont certains pourraient être des applications pour l'électronique quantique. Cependant, le nouveau matériel repose sur un concept très différent. Alors que les autres candidats sont tous inorganiques - tout comme le graphène - le chlorure de chrome-pyrazine est un matériau hybride organique / inorganique.

"Le matériau marque un nouveau type de chimie, dans lequel nous pouvons remplacer divers composants dans le matériau et modifier ainsi ses propriétés physiques et chimiques. Cela ne peut pas être fait dans le graphène. Par exemple, on ne peut pas choisir de remplacer la moitié les atomes de carbone dans le graphène avec un autre type d’atome. Notre approche permet de concevoir des propriétés beaucoup plus précises que celles connues dans d’autres matériaux à deux dimensions », explique Kasper Steen Pedersen.

Outre les propriétés électriques, les propriétés magnétiques du chlorure de chrome-pyrazine peuvent également être conçues avec précision. Ceci est particulièrement pertinent en relation avec la "spintronique".

"Alors que dans l'électronique normale, seule la charge des électrons est utilisée, mais aussi le spin des électrons - qui est une propriété de mécanique quantique - est utilisé en spintronique. Ceci est très intéressant pour les applications informatiques quantiques. sont à la fois conducteurs et magnétiques, "note Kasper Steen Pedersen.

Un nouveau monde de matériaux 2D

Outre l'informatique quantique, le chlorure de chrome-pyrazine pourrait intéresser les futurs supraconducteurs, catalyseurs, piles, piles à combustible et composants électroniques en général.

Selon le chercheur, les entreprises ne sont pas enthousiastes à l'idée de produire le matériel immédiatement: "Pas encore, du moins! C'est toujours une recherche fondamentale. Puisque nous proposons un matériau synthétisé à partir d'une approche entièrement nouvelle, un certain nombre de questions restent sans réponse. Par exemple, nous ne sommes pas encore en mesure de déterminer le degré de stabilité du matériau dans diverses applications, mais même si le chlorure de chrome-pyrazine ne convenait pas aux diverses applications possibles, les nouveaux principes de sa synthèse resteront Il s’agit de la porte à un nouveau monde de matériaux 2D plus avancés s’ouvrant. "

menu
menu