深入了解量子的普遍的普遍的世界，找到硅的继任者对摩尔定律的竞争

时间：2021-10-16 11:52:13 来源：

对：范蹄奇异性（VHS）的动画在由原子薄层钛酸锶和钛酸钐制成的氧化物异质结构的表面下方示出了大约1纳米。剩下：彩色点所示的氧化物异质结构的原子组合物：紫色代表钐;橙色代表锶;浅蓝色代表钛;小红色点代表氧气。

UC Berkeley的科学家们在伯克利实验室发现，可以帮助找到硅的继任者对摩尔定做的竞争。

在寻找具有优于硅的潜力的新材料中，科学家们希望利用称为氧化异质结构的2D装置的异常电子特性，其由含氧的原子薄层组成。

科学家们长期以来，氧化物材料通常是绝缘 - 这意味着它们不是导电的。当两种氧化物材料层叠在一起形成异质结构时，新的电子性质如超导性 - 材料可以在没有阻力的情况下传导电力的状态，通常在其界面处的冰冻和磁性下方的数百度以上的形式。两个材料相遇的关节。但是，众所周知，如何控制这些电子状态，因为很少有技术可以在界面下探测。

现在，由能源部劳伦斯伯克利国家实验室（Berkeley Lab）领导的研究人员团队从原子上薄氧化物异质结构中获得了对异国电子特性的演变的新见解。他们的研究结果 - 在Journal Nature Communications中报道 - 可能导致新的电子材料超过Moore Law的限制，这在1975年预测的晶体管的数量每两年将两年加倍。

在伯克利实验室的高级光源，研究团队 - 伯克利伯克利高级学院科学家alessandra lanzara，伯克利伯克利的物理科学家和物理学教授 - 使用了一种称为角度解决的光曝光光谱（Arpes）的特殊技术直接测量钛酸锶/硝酸钐异质结构层间的电子构造。

在样本内部探测大约1纳米（十亿米）的探测，研究人员发现了两个独特的电子特性 - 称为van Hove奇点（VHS）和费米表面拓扑 - 这是一种凝聚的物理学家长期被认为是重要的特征在电子材料中调整超导和其他此类异种电子国家。

研究人员首次观察VHS和FERMI表面拓扑在原子薄氧化物材料之间的界面中，该系统是研究如何控制2D材料中原子尺度的超导性的理想平台。

“我们的调查结果将新的信息添加到这个年轻的领域。虽然走向氧化物电子的工业用途的道路仍然很远，但我们的工作是在博伊尔法律超越摩尔法超越传统电子产品的下一代替代方案的前进，“伯克利实验室的材料科学博士研究员博士学位师和博士。在UC Berkeley的应用科学和技术（AS＆T）计划中的学生。

科学家的下一步计划进一步调查电子特性如何在较高温度和不同电压下改变van Hove奇点。

来自Berkeley Lab，UC Berkeley的研究人员，UC Santa Barbara参加了这项研究。

参考：“通过Ryo Mori，Patrick B. Marshall，Kaveh Ahadi，Jonathan D. Deninger，2019年12月4日，自然传播，Jonather和Alessandra Lanzara，自然传播。
10.1038 / s41467-019-13046-z

高级光源是伯克利实验室的科学用户设施的DOE办公室。

这项工作得到了美国能源部科学办公室的支持。戈登和贝蒂摩尔基金会和国家科学基金会提供了额外的资金。

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