新的2D材料可能会导致更快、更小的电子设备

一项新的研究表明，操纵诸如石墨烯之类的2D材料可以使现代电子和光子设备更快，更小，更有效。二维 (2D) 材料是一类厚度只有几个原子的纳米材料。这些材料中的电子可以在二维平面中自由移动，但是它们在第三方向上的受限运动受到量子力学的支配。

石墨烯，过渡金属二卤化物和黑磷等2D材料因其惊人的性能以及改善电子和光子器件的潜力而引起了科学家的极大关注。

研究人员，包括来自美国明尼苏达大学和斯坦福大学的研究人员，研究了数十种2D材料的光学特性。

他们分析了极化子 (一种通过光子与固体中的电荷偶极子耦合而形成的准粒子) 如何使研究人员将光子光粒子的速度和小尺寸的电子结合起来。

“有了我们的设备，我们想要速度、效率，我们想要小。北极星可以提供答案，“明尼苏达大学电气和计算机工程助理教授、该研究的主要作者托尼·洛说。

通过激发2D材料中的极化子，可以将电磁能聚焦到比在自由空间中传播时小一百万倍的体积。

“分层二维材料已经成为纳米光子学和纳米光电子的绝佳工具箱，为传统材料无法实现的性能提供了量身定制的设计和可调性。”

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西班牙巴塞罗那光子科学研究所小组组长弗兰克·科彭斯，该研究的合著者。“这将为应用提供巨大的机会，” Koppens说。

IBM T J Watson研究中心IBM研究员phaedon avoruis说: “二维等离激元极化子的研究不仅是一个令人着迷的研究课题，而且还为重要的技术应用提供了可能性。”

“例如，像石墨烯这样的原子层材料将等离激元的领域扩展到电磁光谱的红外和太赫兹区域，允许独特的应用，从传感和指纹识别微量的生物分子，到光通信、能量收集和安全成像的应用，” avoruis说。

该研究还研究了组合2D材料的可能性。研究人员指出，每种2D材料都有优点和缺点。将这些材料结合起来，创造出可能具有两者最佳品质的新材料。研究结果发表在《自然材料》杂志上。