工业硅片上长出“完美”二维超薄材料
科技日报北京1月18日电 (实习记者张佳欣)据发表在最新一期《自然》杂志上的论文,美国麻省理工学院工程师开发出一种“非外延单晶生长”方法,在工业硅晶圆上生长出纯净的、无缺陷的二维材料,以制造越来越小的晶体管。
根据摩尔定律,自20世纪60年代以来,微芯片上的晶体管数量每年都会翻一番。但这一趋势预计很快就会趋于平缓,因为用硅制成的器件一旦低于一定的尺寸,就会失去其电性能。
在纳米尺度上,二维材料可比硅更有效地传导电子。因此,寻找下一代晶体管材料的重点是将二维材料作为硅的潜在替代品。但在此之前,科学家们必须首先找到一种方法,在保持其完美结晶形态的同时,在工业标准硅片上设计这种材料。
现在,麻省理工学院研究团队用二维材料过渡金属二硫化物(TMD)制造了一种简单的功能晶体管,这种材料在纳米尺度上比硅具有更好的导电性。
为生产二维材料,研究人员通常采用一种手工工艺,即从大块材料中小心地剥离原子般薄的片,就像剥洋葱层一样。但大多数块状材料是多晶体,包含多个随机方向生长的晶体。当一种晶体与另一种晶体相遇时,“晶界”起到了电屏障的作用。任何流过一个晶体的电子在遇到不同方向的晶体时都会突然停止,从而降低材料的导电性。即使在剥离二维薄片之后,研究人员也必须搜索薄片中的“单晶”区域,这是一个繁琐且耗时的过程,很难应用于工业规模。
研究人员通过在蓝宝石晶圆上生长这些材料找到新方法。蓝宝石是一种具有六角形原子图案的材料,可促使二维材料以相同的单晶方向组装。新的“非外延单晶生长”方法不需要剥离和搜索二维材料的薄片,并可使晶体向同一方向生长。
研究小组据此制造了一个简单的TMD晶体管,其电性能与相同材料的纯薄片一样好。研究人员表示,未
科技日报柏林1月17日电 (记者李山)德国研究人员近日发现一种具有同化特性的原型亚硫酸盐还原酶,通过这种特殊的酶,产甲烷微生物可将对其有害的亚硫酸盐转化成生长所需的硫化物。该研究提供了对进化的新见解,相关成果发表在《自然·化学生物学》杂志上。
产甲烷菌是一类能够将无机或有机化合物厌氧发酵转化成甲烷和二氧化碳的古细菌。它们产生的甲烷(例如在反刍动物的消化道中),对全球碳循环很重要。甲烷可用作加热的能源,同时也是一种强效温室气体,对气候变化有重要影响。但是,产甲烷菌偶尔会在栖息地遇到亚硫酸盐,后者会破坏甲烷形成所必需的酶,对产甲烷菌有害。
马克斯·普朗克海洋微生物研究所深入研究了生活在海洋中的两种嗜热产甲烷菌:生活在65℃左右的地热加热沉积物中的热化能营养甲烷球菌,以及生活在85℃左右的深海火山中的詹纳氏甲烷球菌。科学家发现,这些产甲烷微生物可通过一种特殊的酶,使其免受有毒亚硫酸盐的侵害。
这种亚硫酸盐还原酶的形状有点像蝴蝶,简称为Fsr。它可将亚硫酸盐转化为产甲烷菌生长所需的安全硫化物。研究人员解释说:“这种酶拦截亚硫酸盐并将其直接还原为硫化物。硫化物会掺入氨基酸中,结果微生物没有中毒,甚至将所得产物用作硫的来源,它们把毒药变成了食物。”
研究人员发现,亚硫酸盐还原有两种类型:异化和同化。而Fsr的结构类似于异化酶,但却使用同化机制,即它结合了两个方面的优点。科学家怀疑,异化酶和同化酶这两种酶都起源于一个共同的祖先。Fsr不仅提供了对进化的新见解,还让人们更好地了解海洋微生物的迷人世界。此外,研究这些重要微生物还为更安全的生物技术应用开辟了道路。
为做好春节期间关怀慰问和市属企业安全生产督导检查工作,1月17日上午,市国资委二级巡视员宋衡同志带队,在广州港集团副总经理苏兴旺陪同下,到广州港集团慰问在岗干部职工,并对安全生产工作进行督导检查。
在广州港集团铁路运输段新港站,宋衡听取了铁路公司安全生产情况介绍,重点了解铁路运输安全管理情况。随后乘坐轨道车前往墩美站,检查新港至墩美的铁路沿线生产情况。在新港站、墩美站,分别为广州港集团员工代表送上新春慰问品和春节祝福,细心关怀他们工作情况和身体状况,勉励他们为企业经营发展作出更大的贡献,祝愿他们及家人度过一个欢乐祥和新春佳节。
宋衡强调广州港集团要全面落实安全生产主体责任,从政治高度充分认识做好春节期间安全稳定工作的极端重要性,牢固树立安全发展理念,进一步加强港口作业安全监管,不断完善事故应急机制,切实筑牢安全防线,确保港口正常作业及安全生产形势稳定。要把各项安全稳定措施想得更细、抓得更实、做得更严,为广州港集团高质量发展提供安全保障。
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