化学剥離を使用した超電導二硫化タングステンインクの製造

2023年3月23日レポート

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ボブ・イルカ著、Phys.org

プリンストン大学、ラトガース大学、レーゲンスブルク大学の化学者、エンジニア、材料科学者、物理学者からなるチームは、単一分子の厚さの二硫化タングステンインクを製造するための化学剥離技術を開発しました。 このグループは、Science Advances 誌に掲載された論文でその技術について説明しています。

本当に役立つ量子コンピューターの作成に関する研究が続く中、科学者たちはそのようなマシンをサポートできる新しい材料を探し続けています。 この新しい取り組みにおいて、研究チームは、超伝導インクを使用して量子コンピューター内に非常に冷たい回路を印刷する方法を見つけることを検討しました。

新しい方法では、二硫化タングステンとカリウムの層からなる材料が使用されました。 研究者らは、材料を硫酸溶液に浸して剥離した。 これによりカリウムが溶解し、二硫化タングステンの単一分子層が残りました。 最後のステップでは、酸とその中の残留物を洗い流し、タングステンの層を水の入った浴槽の中に浮遊させます。 この状態で、研究者らは、二硫化タングステンの層が、プラスチック、シリコン、ガラスなどのさまざまな種類の表面に印刷できるインクの形として使用できることを発見しました。 これにより、材料上に 1 分子の厚さのコーティングが残りました。

コーティングは、保護コーティングを必要とせずに、室温で 30 日間安定に保持されました。 7.3Kに冷却すると、屋外に一定期間放置した後でも、コーティングは超電導になりました。 研究チームは、このことは特別な装置を必要とせずにインクを現場まで運び、そこで凍結させて超伝導体として使用できることを示唆していると指摘している。 彼らはさらに、プロセスが単純であるため、工業化するのは非常に簡単であるはずだと示唆しています。

彼らは、部品がすでに必要な温度まで冷却されている量子コンピューターや MRI 装置でこのインクを使用できる可能性があると結論付けています。 研究チームは次に、同様のプロセスを使用して高温で超電導コーティングを作成する可能性をテストする予定だ。

詳しくは： Xiaoyu Song 他、水性、空気安定性、超伝導性 1T'-WS 2 単層インクの合成、Science Advances (2023)。 DOI: 10.1126/sciadv.add6167

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