來自奧地利維也納大學和芬蘭赫爾辛基大學的科學家，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領域的應用開辟了可能性。相關研究論文發(fā)表于最新一期《自然·材料學》雜志。

最新研究的關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)定結構的難題，并成功拍攝了稀有氣體結構（氪和氙）的第一張電子顯微鏡圖像。

維也納大學團隊在研究利用離子輻照改變石墨烯等二維材料的性質時發(fā)現(xiàn)：當使用惰性氣體進行輻照時，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行了直接成像，發(fā)現(xiàn)這些團簇會旋轉、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，以及它們在低溫和高溫下的行為。由于稀有氣體廣泛應用于光源和激光器內，最新結構將有望在量子信息技術領域找到用武之地。