研究人员为下一代材料培育扭曲多层晶体结构

美国能源部 SLAC 国家加速器实验室、斯坦福大学和美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室 (LBNL) 的研究人员首次生长出扭曲的多层晶体结构，并测量了该结构的关键特性。这种扭曲的结构可以帮助研究人员开发用于太阳能电池、量子计算机、激光器和其他设备的下一代材料。

斯坦福大学和 SLAC 教授、发表在《科学》杂志上的一篇描述这项工作的论文的合著者崔毅说：“这种结构是我们以前从未见过的，这让我感到非常惊讶。 ”“在未来的实验中，这种三层扭曲结构中可能会出现一种新的量子电子特性。”

添加层次，扭转

该团队设计的晶体扩展了外延生长的概念，外延生长是一种晶体材料以有序方式生长在另一种材料顶部时发生的现象，有点像在土壤顶部生长整齐的草坪，但是在原子水平上。50 多年来，了解外延生长对于许多行业的发展至关重要，尤其是半导体行业。事实上，外延是我们今天使用的许多电子设备的一部分，从手机到电脑再到太阳能电池板，它允许电流流过——或者不流过——它们。

迄今为止，外延研究主要集中在将一层材料生长到另一层材料上，并且两种材料在界面处具有相同的晶体取向。几十年来，这种方法在晶体管、发光二极管、激光器和量子器件等许多应用中取得了成功。但为了找到性能更好的新材料来满足更苛刻的需求，比如量子计算，研究人员正在寻找其他外延设计——可能更复杂，但性能更好，因此本研究中展示了“扭曲外延”概念。

在他们的实验中，研究人员在两片传统半导体材料二硫化钼(MoS2)之间添加了一层金。崔教授在斯坦福大学材料科学与工程专业的研究生、该论文的合著者崔毅表示，由于顶层和底层的取向不同，金原子无法同时与两者对齐，这使得金结构发生扭曲。 。