新加坡國立大學研究團隊研發(fā)了一種控制電子的新方法，能把電子封閉在由原子厚度的材料制成的設(shè)備中。這項由該校理學院先進二維材料中心教授安東尼奧·卡斯托·尼托領(lǐng)導的研究成果發(fā)表在《自然》雜志上。

       幾乎所有現(xiàn)代技術(shù)比如電機、燈泡和半導體芯片要通過設(shè)備控制電流，電子不僅小而且運動快，還相互排斥，人們很難直接控制電子的運動。若要控制電子的行為，很多半導體材料需要摻雜化學物質(zhì)，摻雜物在材料中釋放或吸收電子，改變電子濃度來驅(qū)動電流。然而，摻雜化學物具有局限性，它們會造成材料的不可逆化學變化。

       研究團隊將原子厚度的兩種材料——鈦硒醚與氮化硼封裝在一起，僅將外部電子和磁場施加到組合材料上，就能起到化學摻雜物的作用，精確地控制電子的行為并使之可逆。其中，兩種材料的厚度很關(guān)鍵，將電子封閉到二維材料涂層內(nèi)部，電場和磁場就獲得了統(tǒng)一。

       尼托說：“我們能讓材料變成超導體，而整個材料中的電子移動沒有任何能量或熱的損失。”原子厚度的二維超導材料比傳統(tǒng)超導體更有優(yōu)勢，比如可應用于更小的便攜式磁共振成像（MRI）儀器上。

       這項耗時兩年開發(fā)的技術(shù)給高溫超導和其他固態(tài)現(xiàn)象實驗帶來了曙光，待測材料種類繁多，大大拓寬了固態(tài)材料科學的可能性。但目前的材料需要零下270攝氏度的超低溫度來產(chǎn)生功能。研究團隊下一步將開發(fā)高溫二維超導材料，以實現(xiàn)很多令人興奮的應用，如無損耗電氣線路、MRI和懸浮列車等。