Pressemitteilung

Neues zweidimensionales Quantenmaterial synthetisiert

Einer Wissenschaftlergruppe der Universität Hamburg unter der Leitung von Prof. Roland Wiesendanger ist erstmalig die Synthese eines zweidimensionalen Quantenmaterials bestehend aus einer einzelnen atomaren Trilage des chemischen Elements Tellur in einer hexagonalen, honigwabenförmigen Struktur gelungen. In Analogie zu Graphen – einer einzigen Atomlage von Kohlenstoffatomen in Honigwabenstruktur – wird dieses neuartige Quantenmaterial als alpha-„Telluren“ bezeichnet. Die speziellen elektronischen Eigenschaften von alpha-Telluren eröffnen zahlreiche potenzielle Anwendungsfelder, beispielsweise im Bereich optoelektronischer Bauelemente im Infrarotbereich. In der Fachzeitschrift „Advanced Materials“ berichten die Forscher über ihre Arbeit.

Die erfolgreiche Synthese des neuartigen Quantenmaterials basiert auf der Selbstorganisation von dreiatomigen Tellur-Ketten beim Wachstum einer Silizium-Tellur-Verbindung auf einem Antimon-Tellur-Substrat. „Durch die Optimierung der Präparationsbedingungen konnten wir erstmals Telluren als zweidimensionales Quantenmaterial mit Honigwabenstruktur erhalten“, sagt Roland Wiesendanger. Der experimentelle Nachweis erfolgte durch den Einsatz der atomar-auflösenden Rastertunnelmikroskopie und –spektroskopie im Rahmen des Exzellenzclusters „CUI: Advanced Imaging of Matter“.

Das theoretische Verständnis der Synthese sowie der speziellen elektronischen Eigenschaften des neuen Quantenmaterials wurde in enger Kooperation mit Wissenschaftlern der Fuzhou Universität in China erarbeitet.

 

Abbildung: Die Abbildung zeigt links schematisch die Synthese und Struktur des hexagonalen alpha-Telluren, während rechts eine atomar aufgelöste Rastertunnelmikroskop-Aufnahme der hexagonalen Anordnung der Tellur-Atome zu sehen ist. Foto: UHH, AG Wiesendanger

Originalpublikation:

Xiaochun Huang, Rui Xiong, Chunxue Hao, Wenbin Li, Baisheng Sa, Jens Wiebe, and Roland Wiesendanger,
Experimental Realization of Monolayer a-Tellurene
Advanced Materials 2309023 (2023).
DOI: 10.1002/adma.202309023

 

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Prof. h.c. Dr. h.c. Roland Wiesendanger
Department of Physics
University of Hamburg
Phone: 040 / 42838-5244
E-Mail: wiesendanger@physnet.uni-hamburg.de 

PD Dr. Jens Wiebe
Department of Physics
University of Hamburg
Phone: 040 / 42838-3282
E-Mail: jens.wiebe@physnet.uni-hamburg.de