纳米技术新突破 未来的芯片小的让你无法想象

链科技小编首先讲解一下“二维材料”。二维材料是全球近年来新材料研发的“大热门”,许多国家的顶尖项目都瞄准了它,它减少一个维度,而某些性能却实现了巨大飞升。二维材料是指电子仅可在两个维度的非纳米尺度(1-100nm)上自由运动(平面运动)的材料,如纳米薄膜、超晶格、量子阱。二维材料是伴随着2004年曼切斯特大学Geim 小组成功分离出单原子层的石墨材料——石墨烯(graphene) 而提出的。美国科学家领导的一个国际科研小组近日称,他们研制出了一种新型二维人造金属材料,其室温下的性质类似铁电材料。这种新人造材料有望催生新一代设备和应用。

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小编还需介绍一下有关的“铁电理论”。在一些电介质晶体中,晶体的极化程度与电场强度呈现非线性关系。由于极化程度与电场强度的关系曲线与铁磁体的磁滞回线形状类似,所以人们把这类晶体称为铁电体(其实晶体中并不含铁)。“铁电金属”来自一位科学家的预言,即在金属状态下实现与铁电转变完全相同的结构相变。半个多世纪以来,科学家苦寻真正的铁电金属材料,试图打破传统物理学的禁锢,将金属性与铁电性统一到一种材料中。现在,罗格斯大学的团队创出一类新型二维人造材料,在室温下具有类似铁电材料的特性,证实了这一预言理论。

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按照“铁电理论”,当一种材料变成铁电材料时,其原子会永久移动。研究者本次试图为铁电晶体增加金属导电性,具体做法是:利用脉冲激光沉积薄膜,制备出钛酸钡(BaTiO3)3/钛酸锶(SrTiO3)/钛酸镧(LaTiO3)复合薄膜结构,在钛酸锶/钛酸镧界面处形成二维电子气实现金属导电,同时借助钛酸钡极性结构实现铁电结构相变,从而制造出一种铁电材料的金属。新结构拥有丰富的可调节物理性质,实现了金属性和铁电性的融合,是一个相当大的突破。

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下面是链科技成果库项目:稀土铁超磁致伸缩材料及制造工艺。

该项目将稀土及铁的纯金属制备成母合金,通过高温度梯度区熔定向凝固技术获得具有取向结构的化合物晶体。该晶体在磁场作用下具有高的磁致伸缩效应。项目研究发现在定向凝固条件下,棒状样品轴向择优生长方向和温度梯度GL及晶体生长速度V有关,只要调整比值GL/V,可获得<110>、或<112>、或<113>轴向择优生长。在低场下,<110>轴向取向材料的性能优于<112>轴向取向材料的性能。在低场下,TDT-110的性能优于TERFENOL-D。美国是垂直悬浮区熔或改进的布里奇曼法来制造TERFENOL-D,该项目用高温度梯度区熔定向凝固法来制造材料,两者的制造工艺与技术设备完全不同。


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