澳大利亞墨爾本大學(xué)的研究人員在全球范圍內(nèi)首次以圖像形式揭示了電子在二維石墨烯材料中移動(dòng)的方式，這對(duì)于研發(fā)下一代電子產(chǎn)品意義重大,。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)單原子厚度的材料中的電子的移動(dòng)行為進(jìn)行成像，克服了現(xiàn)有的研究超薄材料的器件中的電流的方法的諸多限制,。

墨爾本大學(xué)量子計(jì)算與通信技術(shù)中心(CQC2T)副主任勞埃德·霍倫伯格（Lloyd Hollenberg）教授說(shuō)：“基于超薄材料的下一代電子設(shè)備，包括量子計(jì)算機(jī),，由于材料中的微小裂紋和缺陷影響電流很容易被破壞,。Hollenberg領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)使用了一種特殊的量子探針，其基于僅在鉆石中發(fā)現(xiàn)的原子尺寸的“顏色中心”來(lái)對(duì)石墨烯中的電流進(jìn)行成像,。該技術(shù)可用于了解各種新技術(shù)中的電子行為,。

“觀察電流如何受到材料中的缺陷的影響，有益于研究人員進(jìn)一步提高現(xiàn)有新興技術(shù)的可靠性和性能,。我們對(duì)此結(jié)果感到非常興奮，這意味著我們將能夠揭示由石墨烯及其他二維材料制備的量子計(jì)算設(shè)備中電流的微觀行為,?！彼f(shuō)。

墨爾本大學(xué)量子計(jì)算與通信技術(shù)中心（CQC2T）的研究人員在用于制造量子計(jì)算機(jī)的原子尺度的硅納米器件方面取得了很大的進(jìn)步,，與石墨烯薄片類似,，這些納米電子結(jié)構(gòu)基本上只有一個(gè)原子的厚度，這項(xiàng)新的觀測(cè)技術(shù)的成功意味著我們有潛力觀察電子如何在這樣的結(jié)構(gòu)中移動(dòng),，并幫助我們今后了解量子計(jì)算機(jī)如何運(yùn)行,。

除了用于了解控制量子計(jì)算機(jī)的納米電子技術(shù)，該技術(shù)還可以與2D材料一起用于開(kāi)發(fā)下一代電子設(shè)備,、儲(chǔ)能電池,、柔性顯示器和生物化學(xué)傳感器等。

墨爾本大學(xué)CQC2T的Jean-Philippe Tetienne博士說(shuō)：“該項(xiàng)技術(shù)功能非常強(qiáng)大但是操作相對(duì)簡(jiǎn)單,，這意味著它可以被很多其他學(xué)科的研究人員和工程師使用,。

“使用電子移動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)是在物理學(xué)中早已不新鮮，但這項(xiàng)技術(shù)是在21世紀(jì)應(yīng)用的微型計(jì)算機(jī)上的一個(gè)新穎的實(shí)現(xiàn)。這項(xiàng)工作是金剛石基的量子感測(cè)和石墨烯研究人員之間的合作,。他們專長(zhǎng)的互補(bǔ)對(duì)于克服金剛石和石墨烯之間的技術(shù)問(wèn)題至關(guān)重要,。

墨爾本物理學(xué)院石墨烯研究員尼古拉·唐斯丘克（Nikolai Dontschuk）說(shuō)：“在該項(xiàng)技術(shù)出現(xiàn)之前，沒(méi)有人能夠直接看到石墨烯中的電流發(fā)生了什么,。

“制備一個(gè)將石墨烯與極其敏感的氮空位色心結(jié)合在一起的設(shè)備是非常有挑戰(zhàn)性的,，但是我們的方法的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是它是非侵入性的和強(qiáng)壯的-這種方式感知而不破壞電流，“ 他說(shuō),。

Tetienne解釋了團(tuán)隊(duì)如何使用金剛石對(duì)電流成像,。他說(shuō)：“我們的方法是在將綠色激光照在鉆石上，然后會(huì)看到色心對(duì)電子磁場(chǎng)的反應(yīng)產(chǎn)生的紅光,?！薄巴ㄟ^(guò)分析紅光的強(qiáng)度，我們確定由電流產(chǎn)生的磁場(chǎng),，并能夠?qū)ζ溥M(jìn)行成像,，從而間接看到材料缺陷的影響。

該研究結(jié)果發(fā)表在今天的“科學(xué)進(jìn)步”雜志上,。