Forskare upptäcker atomdefekter i nanomaterial för nya kvantteknologiska framsteg

StockholmForskare vid NYU Tandon School of Engineering och KAIST har utvecklat en ny metod för att upptäcka små defekter i hexagonal bornitrid (hBN). Denna innovation kan bana väg för nya framsteg inom elektronik och kvantteknologi. Genom att identifiera kolatomer som ersätter boratomer i hBN kan forskare nu undersöka hur dessa defekter påverkar materialets egenskaper.

Huvudpunkterna i denna studie presenteras.

Forskare använde elektroniskt "brus" för att upptäcka defekter i hBN. Denna metod fungerar som ett stetoskop för att undersöka tvådimensionella material. Studien fördjupar förståelsen för kvanteffekter i nanomaterial.

Metoden innebär att identifiera slumpliknande telegrafsignaler (RTS), som är små förändringar i elektrisk ström orsakade av att elektroner interagerar med defekter. Denna metod använder elektricitet för att undersöka atomstrukturer.

Läs också:

Idag · 02:01

Omvandlande CO2-fångst: användning av värme för renare industri och hållbara lösningar

Upptäckten har fler användningsområden än att bara hitta defekter. Hexagonal bornitrid är en bra isolator och väldigt tunt, vilket gör det användbart för nya typer av elektronik. Genom att studera och eventuellt kontrollera dessa atomära defekter kan forskare inte bara förebygga skador utan även använda dessa brister för specifika kvantändamål.

Denna metod kan förbättra både vanlig elektronik och kvantteknologi. Den hjälper oss att bättre förstå små defekter i material, vilket är användbart för en-fotonemitterare och material inom kvantdatorer. Förbättringarna kan leda till utveckling av säkra kommunikationssystem eller kvantsensorer där noggrannhet på atomnivå är avgörande.

NYU och KAIST samarbetar internationellt för att förbättra sina forskningsstudier. De använder datorsimuleringar tillsammans med experimentella data. Dessa simuleringar har visat att kolatomer är de främsta defekterna i hBN-strukturen. Denna insikt bidrar till att förändra materialets egenskaper, vilket leder till nya sätt att använda det inom teknologi.

Forskningen avslöjar nya detaljer om små brister i 2D-material, vilket hjälper forskare att förstå hur dessa material fungerar. Denna insikt kan leda till förbättrade metoder för att använda hBN och främja teknologier inom elektronik och kvantdatorer.