本田研究所合成纳米材料

美国本田研究院(HRI-US) 的科学家们合成了原子级薄的“纳米带”——原子级厚度、带状材料——具有广泛的对量子电子学未来的影响，这是一个物理学领域，涉及量子力学对物质中电子行为的影响。HRI-US 合成由单层或双层原子构成的超窄二维材料，证明了将这些二维材料的宽度控制在亚 10 纳米(10 -9米)与使用当前方法生长的那些相比，导致在更高温度下的量子传输行为。

HRI-US 不断发展的技术有可能将量子计算和传感等量子技术带到比目前使用的材料所需的温度更高的温度。迄今为止，常见的制造方法主要依赖于印刷或蚀刻纳米级结构的技术，例如纳米光刻技术。相比之下，HRI-US 的科学家们开发了一种通过使用镍纳米粒子作为种子来控制二维材料(如二硫化钼)的宽度来可控地生长材料的方法。结果是比通过传统方法合成的宽度窄得多。HRI-US 研究人员生长的超窄(约 7-8 纳米)二维材料在约60 K(或 -213o C)，比传统方法合成的材料高约 15 倍，大约或小于4 K(或 -269 o C)，为更节能的量子器件铺平了道路。

HRI-US 高级首席科学家、该论文的通讯作者Avetik Harutyunyan博士说：“我们新颖的生长技术在原子薄层状材料中引入了宽度作为额外的自由度，揭示和设计了它们丰富的新电子行为。”在科学进步。“潜在的应用非常广泛。我们看到了在高速、低能耗电子、自旋电子学、量子传感、量子和神经形态计算中的应用的直接机会。”

“这种新的合成技术代表了二维材料生长领域的重要突破，”美国 HRI-US 高级科学家、该论文的主要作者李旭凡博士说。“我们能够通过使用 Ni 纳米粒子作为种子来实现对 MoS 2纳米带宽度的原子尺度控制，从而通过气-液-固 (VLS) 机制实现纳米带生长。接下来，我们正在考虑以另一种方式控制纳米带的边缘结构修改它们的电子特性。”

两所大学和国家实验室科学家为支持 HRI-US 合成材料特性研究的研究做出了贡献，包括：

哥伦比亚大学机械工程系和材料研究科学与工程中心(MRSEC)的李百昌博士、刘洋博士和James Hone教授对材料的电子特性进行了研究。

莱斯大学材料科学与纳米工程系雷金成博士、Ksenia V. Bets博士和Boris I. Yakobson教授对材料生长进行了理论研究。

橡树岭国家实验室纳米相材料科学中心的Xiahan Sang 博士和Raymond R. Unocic博士对该材料进行了原子分辨率表征。

Emmanuel Okogbue在美国本田研究所实习期间为材料合成做出了贡献。

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