石墨（mò）烯導致二維錫遵循二維材料，不能完全停止

石墨（mò）烯導致二維錫遵循二維材（cái）料，不能完全停止
來源（yuán）：東莞市捷誠石（shí）墨製品有限公司 發布時（shí）間：2018-12-08 點擊次數：952


石墨烯的另一個兄弟出現了：二維（wéi）亞甲基。隨著石墨烯的步（bù）伐，一波新的二維平麵材料正在（zài）到來。然而，他們最令人興奮的應用來（lái）自堆疊的三維設備。

物理學家說，他們已經成功地生長出錫原子（zǐ）的二維層狀結構。這種材料生長在碲化鉍襯底上，並呈現蜂窩結構（gòu）。從左到右是顯微圖像、俯視圖和剖麵圖。

美國科學家聲稱是第一個製備錫（一種（zhǒng）由錫原子組成的二維材料）的科學家，但尚未證實它是否（fǒu）具有超高導電性的理論預測。這項研究（jiū）發表在8月3日的《自（zì）然材料》雜誌上。

Sinene是石墨烯的新兄弟，在此之前，包括由矽原子組成的有機矽、由磷原子組成的膦、由鍺原子組成的鍺，甚至由不同的單層原子材（cái）料組成的功能材（cái）料，這些都是（shì）石墨烯的兄弟。

它們有一個共同的名字，二維材料。那麽，為什麽二維材料成（chéng）為各國實（shí）驗室研究（jiū）的焦點呢它們的特點是什麽實際應用前景如何（hé）推廣應用的（de）難點在（zài）哪裏

隻有幾個原子厚度（dù）的材料表現出（chū）與固體材料非常不同的性質，即使它們具有相同的分子組成。即（jí）使大塊材料是原（yuán）始的，如果你把它做（zuò）成二維形狀，它就會（huì）展現出一個新的世界。複旦大學的TT物理學（xué）家說（shuō）。

碳是典型的例子。2004年（nián），物理學（xué）家Andre Geim和（hé）Konstantin Novoselov在曼徹斯（sī）特大學的一個實（shí）驗室中首次（cì）從石墨中分（fèn）離出石墨烯。具有單原子層厚度的碳片（piàn）柔軟（ruǎn）、透明、比鋼和貝特更強。R比銅導電。它（tā）是如此薄以至（zhì）於它可以（yǐ）被稱為二維材料。

物理學家很快（kuài）開始利用這些特性來開發各種應用，從柔性屏幕到能量（liàng）存儲。不幸的（de）是，石墨烯已被證明不適合於數（shù）字電子應用（yòng）。半導體是（shì）這（zhè）種應用（yòng）的理想材料：半導體導電。隻有當電子被一定的熱、光或外加電壓能量激發時，才產生（shēng）電流（liú）。所需的能量稱為帶隙（xì），帶隙大小隨材（cái）料而（ér）異，通過調節半導（dǎo）體材料的電導率的開閉，就（jiù）形成了（le）數字世界中的0和1。

盡管如此，Heim和Novocholov成功（gōng）生產（chǎn）石墨烯已經激（jī）勵了其（qí）他研（yán）究人員開始（shǐ）探索（suǒ）具有帶（dài）隙的其（qí）他二維材料。

雖然石墨烯令人驚歎，但我認為除了碳之外，我（wǒ）們還應該關注各種二維材料。所以，就在2008年，在安德拉斯·基斯有機會在瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）成立（lì）自己的納米（mǐ）電子研究小組之後，他又投票決定探索一類隱藏在石墨烯光中的超平麵材料。

這些材料有一個很長的名字，過渡（dù）金屬二硫化物（wù）化合物（TMDC），但是非常簡單的二維結（jié）構（gòu）。

到2010年，Kish的團隊已經成功地製造了第（dì）一（yī）種單層二（èr）硫化鉬（MoS2）晶體管，並預（yù）測該（gāi）晶體管有一天將（jiāng）發展成小型、低壓的柔性電子設備，這意味著（zhe）它們將比傳統的矽晶體管（guǎn）消耗更少（shǎo）的能量。半導體不是唯一的優勢。研究表明，MoS2能有效地吸收和發（fā）射光，在太陽能電池和光電探測器中具有廣闊的應用前景。

在短（duǎn）短的幾年裏，世界各地的實驗室都加入了對二維材料的探索。第一，第二，第三，然後（hòu）突然變成了二維材料的世界。Kish說。關於二（èr）維（wéi）TMDC的論文數量從2008年的幾篇增加到了（le）每篇六篇。一天。

物理學家認為，可能有大約500種二維材料，不僅是石墨烯和TMDC，還有單層金屬氧化物和元素材料，如矽和磷。在都柏林的T三一學院（yuàn），你當然可以（yǐ）找到（dào）一個。

當研究人員關注TMDC時，理（lǐ）論家們正在尋找其他可以設計成二維結構的材料。一個（gè）顯而易見（jiàn）的選擇是矽：在元素周期表中（zhōng），矽正好位於碳的下麵，類似於（yú）碳鍵合（hé），具有自然帶隙，以及（jí）w。在電子工業中應用非常廣泛。

不（bú）幸的（de）是，理論預測表明，這種二維矽片在（zài）空氣中是高度活性和高度不穩（wěn）定的。它也不能像其他二維材料那樣通過撕裂晶體來製備：天然矽隻有類似於金剛（gāng）石的三（sān）維形貌，沒有層狀結構，如石墨。

人們說這是瘋狂的（de），不可能的。法國第九馬賽（sài）大學（xué）的物理學家蓋伊（yī）·勒萊說。然而，勒萊，這位在矽（guī）上生長金（jīn）屬的多年研究員，意識到通過反過來，一種製造矽的方法，獲得了原子厚度的矽。2012年，他成功地製備（bèi）了矽烷：矽烷層生長在銀上，它們的原子結（jié）構顯示出完美的二維（wéi）特征（zhēng）。

受到這一成就的鼓舞，勒賴和其他研究（jiū）人員開始從元素周期表中的碳基下移動。去年，他用類似（sì）的技（jì）術展示了在金襯底上生（shēng）長的（de）鍺原子，鍺的（de）二維網絡。

科學家的下一個目標是亞錫。錫應該（gāi）比矽（guī）和鍺具有（yǒu）更大的帶隙，因此它們（men）的器件可（kě）以（yǐ）在更高的溫度和電壓下工作。此外，科學家（jiā）們預測錫中的電荷傳輸隻發生在它的外邊（biān）緣，因此它將具有超高的帶隙。H電導率

研（yán）究人（rén）員也在探索元（yuán）素周期（qī）表的其他部分。去年，由普渡大學（xué）的（de）葉培德帶領的張（zhāng）元波的研（yán）究小組和另一個（gè）研究（jiū）小組從黑磷中剝離出二維層狀結構。和（hé）石墨（mò）烯一樣，磷烯能快速傳導電子，與石墨烯不同具有天（tiān）然的帶（dài）隙，比矽酮更（gèng）穩定。

磷正迅（xùn）速上升。在2013年的美國物理學會會（huì）議上，它隻是張元波研究小組成員報告的主題；到2015年，會議將有（yǒu）三個分支專門討論磷。然而，與其他純元素二（èr）維材料相比，磷。ne與氧氣和水有很強（qiáng）的反應性。如果你想讓它持續幾（jǐ）個小時以上，你需要把（bǎ）它（tā）夾在其它材料層之間。由於這種固有的不穩定性，很難用烯烴材料製成器件（jiàn）；Le Lai估計大（dà）約80%的相關a網格仍然處於理論階段。

盡管（guǎn）如此（cǐ），張元波和葉培德還是成功地製造了磷光烯晶體管。今年，第一台矽氧烷晶（jīng）體管問世，雖然隻持續了幾分（fèn）鍾。然而，樂來對這些問題並（bìng）非不可克服表（biǎo）示樂觀（guān）。他指出，兩年前，海姆和其他（tā）人物理學（xué）家還（hái）聲稱，現有的技術不能生產矽晶體管。所以預測未（wèi）來往往是危險的。樂（lè）來開玩笑說。

基什說，每一（yī）種材料都像樂高的積木。如果你把它們放在一起，你就可以建（jiàn）造一些新的東西。

二（èr）維材料最令人興奮的前沿之一是將它們堆疊成仍（réng）然很薄但確實是三維的結（jié）構。可以製造（zào），這將創造以前聞所未聞的設備。

Kish說，與其試圖尋找一種材料並說它是最好的，不如將它們以（yǐ）某種方式組合起來，以便它們能夠利用（yòng）它們的不同優勢。這意味著我們可以堆疊不同二維材料的組分，從（cóng）而製造小型、致密的三維。電（diàn）路。

今年2月（yuè），Novoschlov和他的（de）團隊顛倒了太陽能電池的概念，設計了一個以石墨烯為電極，二硫化鉬（MoS2）和其他TMDC材料的發光二極管。通過選擇不同（tóng）的TMDC，他們還可以控製光子釋放的波長。

意大利國家納米科學公司（NEST）的物理學家馬可·波利尼（Marco Polini）說，甚至石墨烯也可以從其他二維材料中得到推廣。他的團隊一直在研（yán）究將石墨烯（xī）夾在二維層狀絕緣（yuán）體——氮化硼（BN）之間的器件。ce，石墨烯層可（kě）以壓縮光束並為光束提供通道，這（zhè）比石墨烯夾在塊狀材料之間的器件要好得多。原則上，這意味（wèi）著可以（yǐ）用光子而不是電子在芯片之間傳送信息，而電子可以製造芯片。Polini說，溝通速度更快，效率更高。

瑞典Charms Polytechnic大學的物理（lǐ）學家（jiā）Jari Kinaret說，目前二維材（cái）料領域的繁榮讓人想起了2005年石墨（mò）烯的（de）熱（rè）潮。他是（shì）歐盟石墨烯旗艦項目的負責人，該項目也（yě）研究其他二（èr）維材料。

但是Kinalet警告說，要真正評估這些材料的潛力還需要20年。Kinarett說，對二維材（cái）料（liào）的初步研究主要集（jí）中（zhōng）於它們的電學性質，因為它們更接近物理學（xué）家的起（qǐ）源，但我認為（wéi）這（zhè）是所謂的ed應（yīng）用程序，即使（shǐ）有一天實現，也更可能位於完全不（bú）可預測的區（qū）域中。

在實驗（yàn）室中性能良好的材料並不總是能達到實際應用。二維材料麵臨的主要問題之一是（shì）如何廉價地製備均勻無缺（quē）陷的二維（wéi）薄層。由於（yú）需要將天然存在的白（bái）磷置（zhì）於超高（gāo）壓下，黑色磷塊體（tǐ）材（cái）料的製備也非常昂貴。目前，還沒有人生長出單層二維（wéi）材料（liào）。完美地從頭開始，更不用（yòng）說物理（lǐ）學家認為（wéi）有前途的分層（céng）結構了。

華盛頓大（dà）學的物理學家（jiā）徐曉東（dōng）說，製備異（yì）質結（jié）構需要很長時間（jiān）。準備過（guò）程如何加速（sù）或自動化還有很（hěn）多工（gōng）作要做。

這些實際問題可能使二維材料無法實現其所期望（wàng）的前景。已經出現了（le）許多這樣的熱潮，但結果是曇花一現。但（dàn）我認為，鑒於現有（yǒu）二維材料的數量眾多（duō）且性質豐富，我們應該能夠確（què）保同時（shí），這個領域正在擴大。科爾曼說，砷，一種分子（zǐ）量比磷（lín）烯大的同源兄弟，已經進入（rù）了研究人員的想象。

隨（suí）著人們朝著新的方向前進，他們將發現更多具有優良性能的新材料（liào）。科爾曼說，也許最令人興奮的二維材料還沒（méi）有準備（bèi）好（hǎo）。

本文出自東（dōng）莞市捷誠石墨（mò）製品有限公司（sī）官網：http://www.hryok.com 權威發布，    東莞市捷（jié）誠石墨製品有限公司（sī）是一家集銷售（shòu）、應用開（kāi）發，產品（pǐn）加（jiā）工的石墨專業廠家（jiā），專門為（wéi）模具行業、機械行業、真空熱處（chù）理爐、電子半導（dǎo）體及太陽能光伏產業等提供石墨材料、石墨電極和相關的石（shí）墨製品，歡迎致電（diàn）13549365158更多關於石（shí）墨製品方（fāng）麵信息，可回本（běn）網站產品頁麵詳細了解點擊：石墨製品  石墨模具  石墨坩堝 石墨轉子 石墨軸承 石（shí）墨板 石墨棒 石墨匣（xiá）體 石墨熱場 真空爐石墨製品 電子石墨模具