从“自顶向下”发明新材料一直以来都是一个梦想，选择哪些原子去哪里来设计感兴趣的特性。物理系和天文系的研究人员发明了一种技术，使他们能够将电子模式“素描”到一种可编程量子材料中——铝酸镧/钛酸锶或“LAO/STO”。利用这种方法，他们可以制造出量子器件，其特征尺寸与电子之间的间距相当，甚至可以“勾画”出电子穿越的人工晶格，精度极高。

 

为了开发这一能力，研究人员重新设计了一种电子束光刻设备，这种设备通常用于制造纳米结构，方法是将硬化成掩模的抗蚀剂暴露出来，从而可以随后添加或移除材料层。而不是操作仪器通常20000伏特的价值,研究人员拨下来只有几百伏,在电子不可能穿透表面的氧化物材料,而没有任何抵抗,表面催化反应,使老挝表面带正电,和老挝/ STO界面局部导电。与基于原子力显微镜的光刻技术相比，电子束的书写速度要快1万倍，而且不会失去空间分辨率或重新编程的能力。此外，作者还证明，当与石墨烯等其他二维层集成时，该技术可以对LAO/STO接口进行编程。

 

该团队由凝聚态物理学杰出教授、匹兹堡量子研究所所长Jeremy Levy领导， 杏耀平台谈科技 ，杏耀注册他在论文中描述了这种方法，“利用超低电压电子束光刻技术对LaAIO3/SrTiO3金属-绝缘体过渡的纳米级控制。”这篇论文发表在12月21日的《应用物理快报》上。

 

研究这项技术的研究生杨登宇(音)是这篇论文的第一作者，他把它比作“用笔在画布上勾画草图”。

 

在这种情况下，画布是LAO/STO，而“笔”是一束电子。这种强大的能力使我们能够参与更复杂的结构，并将设备从一维扩展到二维，”她说。

 

杨和列维表示，这一发现可能会对量子传输和量子模拟领域产生影响。

 

“我们对利用这项技术以编程方式创建新的二维电子材料系列非常感兴趣，这些材料基于使用这项技术编写的人造原子阵列。我们小组最近在《科学进展》上发表了一篇论文，论证了使用AFM方法在一维装置中进行量子模拟的想法。这种基于eb的新技术将使我们能够在二维上进行量子模拟，”Levy说。

 

除了Yang和Levy，杏耀游戏帐号皮特的研究合作者还包括Patrick Irvin教授和斯旺森工程学院的研究生郝珊、郭庆、俞慕青、胡杨以及助理教授陈军。其他附属机构包括威斯康星大学麦迪逊分校材料科学与工程系和匹兹堡量子研究所。