僅在二維空間中高度移動(dòng)的電子片，稱為2D電子氣，具有可用于更快和新穎的電子設(shè)備的獨(dú)特屬性。研究人員一直在研究2004年才發(fā)現(xiàn)的二維電子氣，以了解它如何用于超導(dǎo)體，執(zhí)行器和電子存儲(chǔ)設(shè)備等。

日本東北大學(xué)的研究人員與國際同事團(tuán)隊(duì)最近發(fā)現(xiàn)，一組鈣鈦礦相關(guān)材料的原子結(jié)構(gòu)顯示出有趣的二維導(dǎo)電特性。

材料由鍶，鈮和氧原子制成，具有源自鈣鈦礦的層狀結(jié)構(gòu)。這些鈮酸鍶化合物因其“準(zhǔn)一維”金屬導(dǎo)電性而有望開發(fā)先進(jìn)的電子產(chǎn)品。

東北大學(xué)材料研究高級(jí)研究所的Yuichi Ikuhara與蘇黎世研究實(shí)驗(yàn)室的Johannes Georg Bednorz及其同事利用原子分辨掃描透射電子顯微鏡結(jié)合理論計(jì)算，了解如何在鈮酸鍶中添加氧原子影響其電導(dǎo)率。根據(jù)氧原子的濃度形成四種不同的材料。

研究人員發(fā)現(xiàn)，其中三種材料是電導(dǎo)體，而第四種是絕緣體。在原子尺度上，他們發(fā)現(xiàn)材料是由交替的鏈狀和之字形板形成的。取決于氧原子的濃度，鏈狀厚板為兩層，三層或四層厚，有時(shí)在相同材料內(nèi)變化。鋸齒形板在所有材料中都是絕緣層，而鏈狀板在四種材料中的三種中是導(dǎo)電層。

該團(tuán)隊(duì)確定材料內(nèi)的局部電導(dǎo)率直接取決于層中鈮酸鹽八面體的形狀。當(dāng)鈮的正離子向鈮酸鹽八面體的中心位移時(shí)，誘導(dǎo)了局部導(dǎo)電性質(zhì)。

通常通過在兩個(gè)絕緣體之間形成界面來形成2D導(dǎo)電層。研究人員在他們發(fā)表在ACS Nano雜志上的研究中表示，現(xiàn)在應(yīng)該可以通過將3D導(dǎo)電材料分割成由絕緣層隔開的2D導(dǎo)電層堆疊來實(shí)現(xiàn)相同的目標(biāo)。這可能導(dǎo)致應(yīng)用于2D導(dǎo)電材料和器件的開發(fā)。