奇数对独特的二维复合物有好处

莱斯大学和德克萨斯农工大学的工程师发现了一种二维材料，可以使计算机更快，更节能。它们的材料是钙钛矿(一种具有独特结构的晶体)的衍生物，具有令人惊奇的能力，可以使被称为电子技术的山谷电子现象成为信息处理和存储的可能平台。

莱斯大学布朗工程学院的材料科学家Jun Lou实验室合成了铯，铋和碘的层状化合物，该化合物擅长存储电子的谷态，但仅能存储结构的奇数层。

研究人员说，这些位可以用偏振光设置，偶数层似乎可以保护奇数层免受其他钙钛矿的干扰。

最重要的是，这些材料似乎具有可伸缩性。

Lou说：“这不是一种新材料，但我们想出了一种无需进行溶液处理或大量剥落即可制造的方法。” “新颖的是，我们可以分几层(通过化学气相沉积)生产它，一直到单层。这使我们能够探究其非线性光学性质。”

有关发现的详细信息，请参见“高级材料”。

Valleytronics是自旋电子学的表亲，其中存储位由电子的量子自旋状态定义。在Valleytronics中，电子在它们占据的多个动量状态(或谷)中具有自由度。这些状态可以读为位。

在圆偏振激发下，由莱斯大学开发的7层铯，铋和碘三角形的偏振光发射显示了谷电子机理。插图显示了在电子山谷存储器中光学读写的电子状态。信用：Lou Group / Rice University

赖斯的共同研究人员朱汉宇说：“在晶体管中，如果在其中放置电子，则表示一个状态，而将其取出，则表示另一个状态。” “在山谷电子学中，电子始终存在，并且处于两个具有相反动量的不同量子波函数中的任何一个。这两个波函数与不同的光偏振相互作用，因此可以光学地解析动量状态。”

通过电子显微镜仔细观察无机无铅材料，结果发现奇数层中的分子是不对称的。Lou说：“在偶数层中缺少对称性的缺失，这就是我们在它们之间进行区分的方式，它提高了我们看到的特性。” “这就是这种晶体结构的本质。”

实验室对材料进行了多达11层的测试，发现缺乏透明度似乎并不会影响光线触发响应的程度。Lou说：“即使是较厚的材料，其行为仍像是单层。” “那很重要。”

他说：“稠密的二维过渡金属二卤化物失去了像Valleytronics一样的独特性能。” “所有行为都消失了。这种材料并非如此。”

楼说，德州农工大学共同校长钱晓峰的计算提供了必要的理论依据。

“在薄层和厚层中都观察到的谷极极化很大程度上是由于层间电子耦合弱，与其他二维材料堆叠在一起相比，这种钙钛矿衍生物的独特之处。” “这还会在较厚的样品中导致持续的非线性光学响应。”

这种材料似乎也不太容易受到环境退化的影响，这是为太阳能开发的混合钙钛矿的普遍问题。第一作者和莱斯大学的博士后研究员贾亮说：“这种材料不会给你带来很高的转换效率，但是可以把它看作是奥运会的全能运动员。” 他说：“在每个类别中它可能都不是最好的，但是如果您一起考虑它的不同方面，它将脱颖而出。”

研究人员建议，通过进一步设计材料的带隙可以增强他们观察到的已经很强的光-物质相互作用。

Lou说：“我认为在信息处理中使用这种材料是一项突破。” “我们真的希望这是起点。”

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