Les semi-conducteurs bidimensionnels (2D) sont prometteurs pour l'informatique quantique et l'électronique future. Maintenant, les chercheurs peuvent convertir l'or métallique en semi-conducteur et personnaliser le matériau atome par atome sur des nanotubes de nitrure de bore.

L'or est un matériau conducteur déjà largement utilisé comme interconnexion dans les appareils électroniques. Comme l'électronique est devenue plus petite et plus puissante, les matériaux semi-conducteurs impliqués ont également rétréci. Cependant, les ordinateurs sont devenus aussi petits que possible avec les conceptions existantes - pour briser la barrière, les chercheurs plongent dans la physique qui sous-tend l'informatique quantique et les comportements inhabituels de l'or en mécanique quantique.

Les chercheurs peuvent convertir l'or en points quantiques semi-conducteurs constitués d'une seule couche d'atomes. Leur déficit énergétique, ou bandgap, est formé par le confinement quantique - un effet quantique lorsque les matériaux se comportent comme des atomes car leurs tailles deviennent si petites s'approchant de l'échelle moléculaire. Ces points quantiques en or 2D peuvent être utilisés pour l'électronique avec une bande interdite réglable atome par atome.

Faire les points avec une monocouche d'atomes est délicat et le plus grand défi est de personnaliser leurs propriétés. Lorsqu'elles sont disposées sur des nanotubes de nitrure de bore, Des chercheurs de l'Université technologique du Michigan ont découvert qu'ils peuvent obtenir des points quantiques en or pour faire le quasi-impossible. Les mécanismes derrière l'agrégation des points d'or atome par atome sont au centre de leur nouvel article, récemment publié dans ACS Nano .

Yoke Khin Yap, professeur de physique à Michigan Tech, dirigé l'étude. Il explique que le comportement observé par son équipe - la manipulation au niveau atomique de points quantiques en or - peut être observé avec un microscope électronique à transmission à balayage (STEM). Le faisceau d'électrons de haute puissance du STEM permet à des chercheurs comme Yap d'observer le mouvement atomique en temps réel et la vue révèle comment les atomes d'or interagissent avec la surface des nanotubes de nitrure de bore. Essentiellement, les atomes d'or glissent le long de la surface des nanotubes et, ils se stabilisent en vol stationnaire juste au-dessus du nid d'abeille hexagonal des nanotubes de nitrure de bore.