你知道嗎?自2004年石墨烯被發現后,二維材料的研究就像火箭一樣飛速發展。科學家們在這個領域不斷探索,理論上預測了近2000種二維材料,還在實驗室成功合成了幾百種。不過,這些材料大多都是范德華(vdW)層狀晶體。
現在,有個超級大的突破!中國科學院物理研究所的科學家們發明了一種叫“vdW擠壓”的技術。這個技術有多厲害呢?以前想做出原子級薄的二維金屬特別難,但是用這個技術,就能輕松在埃米尺度(極其微小的尺度)做出又大又穩定的二維金屬。
他們是怎么做的呢?就是把純金屬放在兩個堅硬的vdW“鐵砧”(由在藍寶石上外延生長的二硫化鉬單層構成)中間,在高壓下讓金屬熔化并擠壓。通過這種方法,科學家們做出了好多不同的二維金屬,像鉍(厚度約6.3埃)、錫(約5.8埃)、鉛(約7.5埃)、銦(約8.4埃)和鎵(約9.2埃)。
這些二維金屬被夾在兩層二硫化鉬中間,特別穩定,而且這種結構能讓科學家們研究它們內部的一些特性。比如說,對單層鉍進行測量后發現,它的導電性變得特別好,還有很強的場效應,表現出p型特性,非線性霍爾電導率也很大,甚至還發現了新的聲子模式。
這個“vdW擠壓”技術還有個超厲害的地方,它能像精準控制刻度一樣,通過調節擠壓的壓力,精確控制二維金屬的厚度,想做單層、雙層還是三層都可以。科學家們說,這個技術不僅能做出各種二維金屬,以后還能用來制造二維金屬合金、非晶態和其他二維非vdW化合物。而且,在量子、電子和光子設備這些領域,它也有著非常廣闊的應用前景。這真的是材料科學領域的一個重大進步,未來還有無限可能呢!
參考資料:DOI: 10.1038/s41586-025-08711-x
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