微信扫一扫
近期,中国科学院物理研究所的科研团队实现了厚度仅为头发丝直径的20万分之一的单原子层金属,开创二维金属研究新领域。相关研究成果北京时间13日以《埃米厚度极限二维金属的实现》为题发表于国际学术期刊《自然》(Nature)。
自2004年单层石墨烯发现以来,二维材料引领了凝聚态物理、材料科学等领域的系列突破性进展。过去20年,二维材料家族迅速扩大,目前实验可获得的二维材料达数百种,理论预测的更是近2000种。
本次最新研究中,中国科学院物理研究所张广宇研究员带领团队发展了原子级制造的范德华挤压技术,实现了原子极限厚度下各种二维金属的普适制备,包括铋、锡、铅、铟和镓。这些二维金属的厚度仅仅是一张A4纸的百万分之一,是一根头发丝直径的20万分之一。如果把一块边长3米的金属块压成单原子层厚,将可以铺满整个北京市的地面。
“就像三维金属引领了人类文明的铜器、青铜和铁器时代,原子极限厚度二维金属有望推动下一阶段文明的发展,带来超微型低功耗晶体管、高频器件、透明显示、超灵敏探测、极致高效催化等众多领域的技术革新。此外,范德华挤压技术为二维金属合金、非晶和其他二维非层状材料也开辟了有效原子级制造方案,为各种新兴的量子、电子和光子器件应用勾勒出美好愿景。”张广宇说。
本研究涉及的专业术语范德华挤压,可以理解为和通俗理解的两个平面对顶挤压一样,只是采用的压砧为原子级平整且无悬挂键的范德华材料,这是实现二维金属的核心技巧之一。