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據報道，由丹麥科技大學化學助理教授KasperSteenPedersen領導的國際團隊合成了一種具有電學和磁學特性的新型納米材料，這將應用在未來量子計算機和其他電子領域。

氯化鉻吡嗪（化學式CrCl2(吡嗪)2）是一種層狀材料，也就是是所謂的2D材料的前體。原則上2D材料僅具有單個分子的厚度，這通常導致其性能與相同成分的3D材料相差很大，尤其是在電學性能方面。在3D材料中，電子的運動可以是任意方向；而在2D材料中，只要電子的波長大于2D層的厚度，它們就會被限制為水平移動。

有機/無機混合物

石墨烯是一種最典型的二維材料。石墨烯由碳原子組成晶格結構，這使其具有顯著的強度。自2004年首次合成石墨烯以來，科學家們已經合成了數百種其他2D材料，其中一些可能應用在量子電子領域。但這些材料如同石墨烯一樣都是無機的，而氯化鉻吡嗪是一種有機/無機混合材料。

“這種材料代表著一種新型的化學反應，我們可以替代其中的某些反應模塊從而改變材料的物理和化學性質。而在石墨烯中這是無法做到的。例如，人們不能用其他原子替換石墨烯中的一部分碳原子。這種方法可以更精確地設計2D材料的屬性。”Kasper Steen Pedersen解釋道。

除了電學性能外，氯化鉻吡嗪的磁學性能也可以精確的設計。這與“自旋電子學”密切相關。Kasper Steen Pedersen指出：“普通電子學只涉及到了電子的電荷，而自旋電子學涉及到了更深層次的量子力學性質——自旋。這對于量子計算應用非常有意義。因此，電學和磁學性質對納米級材料的發(fā)展至關重要。”

二維材料的新世界

除了量子計算之外，氯化鉻吡嗪可能在未來的超導體、催化劑、電池、燃料電池和電子產品中引起關注。

企業(yè)并沒有立即生產這些材料，研究人員強調：“現在還不是時候！現在仍處于基礎研究階段。由于我們采用一種不成熟的全新方法，好多問題還有待解決。例如，現在還不能確定材料在不同的應用中的穩(wěn)定性。然而即使氯化鉻吡嗪因為某些原因而不能應用于各種場合，其合成背后的新理念仍然具有啟發(fā)意義。這扇通往更先進2D材料世界的大門已經打開了。”