Wetenschappers ontdekken mogelijkheden in atomaire imperfecties voor nieuwe elektronica en kwantumtechnologie

AmsterdamOnderzoekers van de NYU Tandon School of Engineering en KAIST hebben een nieuwe methode ontwikkeld om kleine defecten in hexagonaal boornitride (hBN) op te sporen. Deze methode kan leiden tot nieuwe doorbraken in elektronica en quantumtechnologie. Door koolstofatomen die boor vervangen in hBN te identificeren, kunnen wetenschappers nu onderzoeken hoe deze defecten de eigenschappen van het materiaal beïnvloeden.

Belangrijke aspecten van dit onderzoek worden uitgelicht.

Onderzoekers maakten gebruik van elektronische "ruis" om defecten in hBN op te sporen. Deze methode is vergelijkbaar met het gebruik van een stethoscoop voor 2D-materialen. Het onderzoek verbetert het begrip van kwantumeffecten in nanomaterialen.

De methode omvat het identificeren van toevallige telegraafsignalen (RTS), kleine veranderingen in de elektrische stroom die ontstaan door de interactie van elektronen met defecten. Deze aanpak maakt gebruik van elektriciteit om atomaire structuren te bestuderen.

Lees ook:

Vandaag · 04:07

Astrofysicus onthult theorie achter mysterieuze 'zebra'-signalen van Crabnevelpulsar

Onderzoekers hebben ontdekt dat hexagonaal boornitride, vanwege zijn dunheid en uitstekende isolerende eigenschappen, meer toepassingen heeft dan alleen het opsporen van gebreken. Door deze atomische defecten te bestuderen en mogelijk te beheersen, kunnen ze niet alleen schade voorkomen, maar deze imperfecties ook benutten voor specifieke kwantumdoeleinden.

Deze methode kan zowel reguliere elektronica als quantumtechnologie verbeteren. Het helpt ons om kleine defecten in materialen beter te begrijpen, wat nuttig is voor single-foton emitters en quantumcomputermaterialen. Deze verbeteringen kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van veilige communicatiesystemen of quantumsensoren, waarbij nauwkeurigheid op atomair niveau cruciaal is.

NYU en KAIST werken samen aan internationaal onderzoek om hun studies te verbeteren door middel van computersimulaties en experimentele gegevens. Uit deze simulaties blijkt dat koolstofatomen de belangrijkste defecten zijn in de hBN-structuur. Deze kennis draagt bij aan het aanpassen van de materiaaleigenschappen, wat leidt tot nieuwe technologische toepassingen.

Het onderzoek onthult nieuwe inzichten in kleine onvolkomenheden van tweedimensionale materialen, wat wetenschappers helpt beter te begrijpen hoe deze materialen functioneren. Deze kennis kan leiden tot verbeterde toepassingen van hBN, wat vooruitgang kan brengen in technologische gebieden zoals elektronica en kwantumcomputing.