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近期,中國科學(xué)院物理研究所的科研團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了厚度僅為頭發(fā)絲直徑的20萬分之一的單原子層金屬,開創(chuàng)二維金屬研究新領(lǐng)域。相關(guān)研究成果北京時(shí)間13日以《埃米厚度極限二維金屬的實(shí)現(xiàn)》為題發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然》(Nature)。
自2004年單層石墨烯發(fā)現(xiàn)以來,二維材料引領(lǐng)了凝聚態(tài)物理、材料科學(xué)等領(lǐng)域的系列突破性進(jìn)展。過去20年,二維材料家族迅速擴(kuò)大,目前實(shí)驗(yàn)可獲得的二維材料達(dá)數(shù)百種,理論預(yù)測的更是近2000種。
本次最新研究中,中國科學(xué)院物理研究所張廣宇研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)展了原子級制造的范德華擠壓技術(shù),實(shí)現(xiàn)了原子極限厚度下各種二維金屬的普適制備,包括鉍、錫、鉛、銦和鎵。這些二維金屬的厚度僅僅是一張A4紙的百萬分之一,是一根頭發(fā)絲直徑的20萬分之一。如果把一塊邊長3米的金屬塊壓成單原子層厚,將可以鋪滿整個北京市的地面。
“就像三維金屬引領(lǐng)了人類文明的銅器、青銅和鐵器時(shí)代,原子極限厚度二維金屬有望推動下一階段文明的發(fā)展,帶來超微型低功耗晶體管、高頻器件、透明顯示、超靈敏探測、極致高效催化等眾多領(lǐng)域的技術(shù)革新。此外,范德華擠壓技術(shù)為二維金屬合金、非晶和其他二維非層狀材料也開辟了有效原子級制造方案,為各種新興的量子、電子和光子器件應(yīng)用勾勒出美好愿景?!睆垙V宇說。
本研究涉及的專業(yè)術(shù)語范德華擠壓,可以理解為和通俗理解的兩個平面對頂擠壓一樣,只是采用的壓砧為原子級平整且無懸掛鍵的范德華材料,這是實(shí)現(xiàn)二維金屬的核心技巧之一。
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