二維材料家族再迎“小鮮肉”一枚。美國科學(xué)家近日表示，他們研制出了石墨烯的表親——錫原子組成的二維網(wǎng)狀物“錫烯”(Stanene)。 理論預(yù)測稱，這種材料或能100%導(dǎo)電，研究人員希望盡快證實其優(yōu)異的電學(xué)屬性。不過也有人指出，還需要實驗進一步證實新材料確為錫烯。
錫烯結(jié)構(gòu)圖 2004年石墨烯的橫空出世，引發(fā)了科學(xué)家們對二維材料的廣泛興趣，迄今他們研制出了多種二維材料，包括硅烯、鍺烯等，這些材料大都擁有優(yōu)異的導(dǎo)電性，但從理論上來說，錫烯更勝一籌。 2013年，斯坦福大學(xué)張守晟(音譯)領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊發(fā)現(xiàn)，單層錫原子組成的錫烯，可能會成為世界上第一種能在常溫下達到100%導(dǎo)電率的超級材料，遠勝過近年來炙手可熱的石墨烯。 張守晟表示，錫烯或是一種拓撲絕緣體，在這種材料內(nèi)，載荷子(如電子)無法到達材料的中心，只能在邊緣自由移動。因此，材料內(nèi)的雜質(zhì)無法阻礙電子的流動，電流不會以熱的形式被浪費，導(dǎo)電率可達100%。這意味著，錫烯或是輸送電流的完美的“高速公路”。 據(jù)英國《自然》雜志網(wǎng)站3日報道，張守晟團隊制造出錫烯后卻無法證實它確為拓撲絕緣體。他解釋說，他們通過讓錫在真空中氣化，使錫原子漂到由碲化鉍制成的支撐表面上制造出了這種網(wǎng)狀物。盡管碲化鉍表面使二維錫烯晶體得以形成，但也會同錫烯相互作用，表現(xiàn)出不適合拓撲絕緣體的特性。 德國維爾茨堡大學(xué)物理學(xué)家拉爾夫*克萊森認為，現(xiàn)在還不能完全確定新材料就是錫烯。理論認為，二維錫網(wǎng)格應(yīng)該形成搭扣蜂窩狀結(jié)構(gòu)，原子交替向上彎曲形成有波紋的褶皺，張守晟團隊用掃描隧道顯微鏡只能看到原子向上的褶皺。不過，張守晟團隊堅信他們制造出了搭扣蜂窩狀結(jié)構(gòu)，部分因為褶皺之間的距離符合理論預(yù)測。 克萊森表示，需要通過X射線衍射對網(wǎng)格結(jié)構(gòu)進行直接測量，從而確定新材料正是錫烯而非錫的其他組合。 |
