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下一代显示器诺和诺德和光伏电池性能有望大幅提升!纳米晶体关键障碍被克服
据报道,芝加哥大学化学家们的打破性发展或许会发生“未来设备”,如下一代显示器和太阳能电池。
事实上,自20世纪50年代以来,技能构件现已变得越来越小。可是为了发明未来的电子产品,比方更强壮的手机,更高效的太阳能电池,乃至是量子计算机,科学家们需求在最细小的尺度上开宣布全新的技能。
科学家们感兴趣的一个范畴是纳米晶体。这些细小的晶体能够自己组组成许多形状,但科学家们一向难以弄清楚怎么让它们互相“攀谈”。一项新的研讨在使纳米晶体以电子方法协同作业方面取得了打破。这项研讨成果已于近期宣布在了《科学》杂志上,或许会为未来具有新功能的设备翻开大门。
这篇论文的通讯作者,芝加哥大学教授Dmitri Talapin说,“咱们称这些为超级原子构件,由于它们能够赋予新的才能。例如,让相机看到红外线规模。可是直到现在,要把它们组装成结构并让它们彼此‘攀谈’是十分困难的。现在,咱们榜首次不用再做挑选。这是一个革新性的改善。”
该研讨的榜首作者之一、化学博士生乔希·波特纳说,在他们的论文中,科学家们列出了规划规矩,这些规矩应该答应发明许多不同类型的资料。
事实上,在这之前,科学家们也能够用许多不同的资料制造出纳米晶体,每一种资料都会发生不同的功能。但问题是,每逢他们企图将这些纳米晶体组装成阵列时,新的超晶体会在它们周围长出长长的“毛发”。
这些毛发使得电子很难从一个纳米晶体跳到另一个。电子是电子通讯的信使,它们移动便利的才能是任何电子设备的要害部分。
研讨人员需求一种方法来削减每个纳米晶体周围的“毛发”,这样他们就能够把它们包得更紧,并削减中心的空地。研讨人员表明,“当这些空地只要本来的三分之一时,电子越过的概率就会高出10亿倍左右。它随间隔的改变十分激烈。”
为了剃掉这些“毛发”,他们企图了解在原子水平上发生了什么。研讨发现,成长超级晶体的部分进程是在溶液中完结的。事实证明,跟着晶体的成长,它们阅历了一个不寻常的改变,其间气态、液态和固态相悉数共存。
研讨人员表明,经过准确操控该阶段的化学反应,他们能够发明出具有更硬、更细表面的晶体,这些晶体能够更严密地挤在一同。他们说,“了解它们的相行为对咱们来说是一个巨大的腾跃。”
完好的使用规模仍不清楚,但科学家们能够想到该技能或许导致的多个范畴。研讨人员说,“例如,或许每个晶体能够成为量子计算机中的一个量子比特;将量子比特耦组成阵列是现在量子技能的根本应战之一。”
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