화학적 박리를 사용하여 초전도 이황화텅스텐 잉크 생산

2023년 3월 23일 보고서

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작성자: Bob Yirka, Phys.org

프린스턴 대학, 러트거스 대학, 레겐스부르크 대학의 화학자, 엔지니어, 재료 과학자 및 물리학자로 구성된 팀은 단일 분자 두께의 이황화텅스텐 잉크를 생산하기 위한 화학적 박리 기술을 개발했습니다. 이 그룹은 Science Advances 저널에 발표된 논문에서 그들의 기술을 설명합니다.

정말 유용한 양자 컴퓨터를 만들기 위한 연구가 계속되면서 과학자들은 그러한 기계를 지원할 수 있는 새로운 재료를 계속해서 찾고 있습니다. 이 새로운 노력에서 연구팀은 초전도 잉크를 사용하여 양자 컴퓨터 내부의 매우 차가운 회로를 인쇄하는 방법을 찾는 방법을 모색했습니다.

새로운 방법에는 이황화텅스텐과 칼륨층으로 구성된 재료가 포함되었습니다. 연구진은 황산 용액에 담가서 물질을 벗겨냈습니다. 이로 인해 칼륨이 용해되고 이황화텅스텐 단일 분자층이 남았습니다. 마지막 단계에는 산과 그 안의 잔여물을 헹구고 텅스텐 층을 물통에 부유시키는 것이 포함되었습니다. 이 상태에서 연구진은 이황화텅스텐 층이 플라스틱, 실리콘, 유리 등 다양한 표면에 인쇄할 수 있는 잉크 형태로 사용될 수 있음을 발견했습니다. 이로 인해 재료에 1분자 두께의 코팅이 남았습니다.

코팅은 보호 코팅 없이도 실온에서 30일 동안 안정적으로 유지되었습니다. 이를 7.3K로 냉각하면 코팅이 일정 기간 동안 야외에 방치된 후에도 초전도성을 갖게 됩니다. 연구팀은 이것이 특별한 장비 없이 잉크를 현장으로 운반한 다음 초전도체로 사용하기 위해 얼릴 수 있음을 시사한다고 지적합니다. 그들은 또한 프로세스의 단순성으로 인해 이를 산업화하는 것이 매우 쉬울 것이라고 제안합니다.

그들은 부품이 이미 필요한 온도까지 냉각되어 있는 양자 컴퓨터나 MRI 기계에 잉크가 사용될 수 있다고 결론지었습니다. 연구팀은 다음으로 더 높은 온도에서 초전도 코팅을 생성하기 위해 유사한 공정을 사용할 가능성을 테스트할 계획입니다.

추가 정보: Xiaoyu Song 외, 수성, 공기 안정, 초전도 1T'-WS 2 단층 잉크의 합성, Science Advances(2023). DOI: 10.1126/sciadv.add6167

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