加州大学欧文分校（University of California, Irvine）的研究人员与日本国家材料科学研究所（Japan’s National Institute for Materials Science）的一个团队合作，报告称，他们发现了纳米级设备，即使它们以固态存在，也可以转变为许多不同的形状和大小。这与智能手机等设备中的传统纳米级电子部件形成鲜明对比，后者是固体、静态的物体，一旦设计和制造出来就无法转化为其他任何东西。最近的这一发现可能会从根本上改变电子设备的性质，以及科学家研究原子级量子材料的方式。
具有局部石墨背栅和连接到可移动 QPC 顶栅的柔性蛇形引线的hBN封装石墨烯器件示意图（未显示与石墨烯和石墨的金属接触）。
图片来源：Science Advances
“我们发现，对于一组特定的材料，你可以制造出不会粘在一起的纳米级电子设备，”进行这项新研究的物理学和天文学助理教授Javier Sanchez-Yamagishi说。“部件可以移动，因此我们可以在设备制造完成后修改其尺寸和形状。”
电子设备是可修改的，虽然粘附在一起，但可以重新配置成您喜欢的任何模式。
该团队解释说，石墨和六方氮化硼(hBN)等范德华(vdW)材料的界面由于其原子级平坦表面和弱vdW键合而表现出低摩擦滑动。他们证明，微加工黄金也可以在 hBN上以低摩擦力滑动。这使得在环境条件下和原位测量低温恒温器中任意重新定位设备特征成为可能。
科学家们展示了可机械重构的vdW器件，其中器件的几何形状和位置是连续可调的参数。通过在石墨烯-hBN器件上制造可滑动的顶栅，他们产生了一个机械可调的量子点接触，电子限制和边缘状态耦合可以在其中连续修改。此外，他们将原位滑动与同步电子测量相结合，以创建新型扫描探针实验，其中栅极甚至整个vdW异质结构器件可以通过滑动穿过目标进行空间扫描。
Sanchez-Yamagishi实验室的博士生Ian Sequeira说，“这项研究的意义在于它展示了一种可以在这些材料中使用的新特性，它允许实现根本不同类型的设备架构，包括电路的机械重新配置部分。”
研究团队甚至并没有刻意寻找他们最终发现的东西。“这绝对不是我们最初打算做的事，”Sanchez-Yamagishi说。“我们原以为一切都是静止的，但结果是我们在测量的过程中不小心撞到了设备，看到它动了起来。”
他们具体看到的是微小的纳米级金线可以在称为“范德华材料”的晶体上以非常低的摩擦力滑动。利用这些光滑的界面，他们制作了由单原子厚石墨烯片连接到金线制成的电子设备，可以在飞行中转换成各种不同的结构。
Sanchez-Yamagishi说：“最初的故事更多地是关于它的基础科学，尽管这是一个有一天可能会对工业产生影响的想法。”
与此同时，该团队希望他们的工作能够开创量子科学研究的新纪元。
“它可以从根本上改变人们在这一领域进行研究的方式，”Sanchez-Yamagishi 说。“研究人员梦想在他们的实验中拥有灵活性和控制力，但在处理纳米级材料时存在很多限制。我们的结果表明，曾经被认为是固定和静态的东西可以变得灵活和动态。”
内容来源：Science Advances 、UCI
文章来源：Graphene-info
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