來自奧地利維也納大學(xué)和芬蘭赫爾辛基大學(xué)的科學(xué)家，首次在室溫下穩(wěn)定并直接成像了稀有氣體原子的小團簇。最新成果為凝聚態(tài)物理及其在量子信息技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了可能性。相關(guān)研究論文發(fā)表于最新一期《自然·材料學(xué)》雜志。

最新研究的關(guān)鍵是將惰性氣體分子納入兩個石墨烯層之間，這克服了稀有氣體在室溫條件下不能形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的難題，并成功拍攝了稀有氣體結(jié)構(gòu)（氪和氙）的第一張電子顯微鏡圖像。

維也納大學(xué)團隊在研究利用離子輻照改變石墨烯等二維材料的性質(zhì)時發(fā)現(xiàn)：當(dāng)使用惰性氣體進(jìn)行輻照時，它們可能會被困在兩個石墨烯層之間。團隊解釋稱，當(dāng)稀有氣體離子以足夠快的速度穿透第一石墨烯層，而不穿透第二石墨烯層時，就會發(fā)生這種情況。

圖片:搜狗截圖20240121135839.png

一旦被困在這些石墨烯層之間，惰性氣體就可自由移動。但為了囊括這些稀有氣體原子，石墨烯會彎曲并形成微小的氣泡。兩個或多個惰性氣體原子會在這些氣泡內(nèi)相遇，并形成規(guī)則且緊密堆積的二維惰性氣體納米團簇。

團隊使用掃描透射電子顯微鏡觀察了這些團簇并對其進(jìn)行了直接成像，發(fā)現(xiàn)這些團簇會旋轉(zhuǎn)、跳躍、生長和收縮。

研究人員表示，下一步將研究不同稀有氣體納米團簇的性質(zhì)，以及它們在低溫和高溫下的行為。由于稀有氣體廣泛應(yīng)用于光源和激光器內(nèi)，最新結(jié)構(gòu)將有望在量子信息技術(shù)領(lǐng)域找到用武之地。