缅因大学科学家探索用于下一代电子设备的量子材料

技术研究 QuantumWire 2026-10-22 15:29
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2026年10月16日——随着计算机芯片逼近小型化的极限,缅因大学的研究人员正在探索新型量子材料,这些材料有望为下一代电子器件提供动力。

美国能源部10月16日(周五)宣布的一项资助将支持该项目。该团队由化学助理教授 Tomas Marangoni 领导,将用有机分子连接金属原子来构建材料。这些微小部件形成重复结构,很像由节点和连接件构成的框架。

Marangoni 表示,该项目采用不同的方法来开发电子材料。

“主要目标基本上是摆脱小型化这个概念,也就是把东西做得越来越小、越来越小,”他说,“并尝试创造出具有新型电子和磁学特性的材料。”

研究人员想知道,改变连接分子的电子态是否能让整个材料表现出不同的行为。

在许多现有的此类材料中,这些连接几乎无助于金属原子在电子和磁学上发生相互作用。该团队正在开发一类名为 radicaloids 的新型分子,预计它们能增强整个材料中的这些相互作用,使其各组分更有效地协同工作。

研究人员还将测试添加或移除电子是否能进一步实现对这类材料电子特性的操控。这一点很重要,因为工程师需要行为可预测、可控制的材料。一种在制成后仍可调整的材料,可以在设计未来技术时为他们提供更大的灵活性。

尽管这项研究最终可能推动电子学进步,但 Marangoni 强调,美国能源部的投资侧重于基础发现,而非近期商业应用。

“这个项目并不关注明天就制造微芯片,”Marangoni 说,“它关注的是看看那之后会怎样。比如,未来我们如何摆脱那种技术,并创造下一次电子革命。”

该项目汇集了化学、物理、工程和纳米技术领域的研究人员。缅因大学教授 Nicholas Bingham、Alice Bruce 和 Mitchell Bruce 将与 Marangoni 共同担任联合首席研究员。该团队将与 Yi Liu 合作,Yi Liu 是位于加利福尼亚州的劳伦斯伯克利国家实验室 Molecular Foundry 的框架材料国际专家。