本文介绍了我国科研团队成功制备多种单原子层金属的科研成果,阐述了二维材料研究背景、制备的难度、此次制备方法及成果意义,还提及该成果在多领域的应用前景。
在科研的浩瀚星空中,我国科研团队传来了令人振奋的消息。他们成功制备出了多种单原子层金属,其厚度之薄令人惊叹,仅仅是头发丝直径的二十万分之一。这一卓越的科研成果,就像一颗璀璨的新星,将有力地推动二维金属领域的科学研究,并且在超微型低功耗晶体管、超灵敏探测等众多前沿领域展现出了广阔的应用前景。
图片展示的是单层二硫化钼封装的单层金属铋,这一精美的成果由中国科学院物理研究所供图。
论文通讯作者、中国科学院物理研究所特聘研究员杜罗军介绍道:“二维材料是指仅有单个原子层或几个原子层厚度的材料。对二维材料的研究,犹如一把神奇的钥匙,引领了凝聚态物理、材料科学等领域一系列重大发现,是当前国际科技发展的重要前沿领域。”
自2004年单层石墨烯被发现以来,二维材料家族如同雨后春笋般迅速扩大。目前,实验可获得的二维材料已多达数百种。然而,这些二维材料目前大多局限在层状材料体系,而包括金属在内的大部分材料均为非层状材料。
杜罗军形象地比喻道:“不同于层状材料,如果将层状材料比作‘千层饼’,那么金属材料就好比‘压缩饼干’。金属材料的每个原子在任意方向均和周围原子有强的金属键相互作用。因此,将金属材料‘重塑’为二维材料,要比层状材料难得多。”
在此次研究中,科研团队巧妙地将金属熔化,并利用团队前期制备的高质量单层二硫化钼压砧进行挤压。通过这种独特的方法,成功实现了多种二维金属的普适制备,其中包括铋、锡、铅、铟和镓。值得一提的是,团队制备的二维金属材料横向尺寸较此前同类材料实现了大幅提升,并且具有良好的环境稳定性。在超过1年的实验测试中,材料性能没有出现任何退化。
《自然》审稿人对这一成果给予了高度评价,认为这一成果将有力推动二维金属领域科学研究,是二维材料研究领域的一个重大进展。
论文通讯作者、中国科学院物理研究所研究员张广宇表示:“二维金属材料具有广阔应用前景,有望推动超微型低功耗晶体管、高频器件、透明显示、超灵敏探测、极致高效催化等领域的技术革新。”
我国科研团队成功制备多种单原子层金属是一项具有重大意义的科研成果。它不仅突破了二维金属制备的难题,为二维材料研究带来新的进展,还在多个前沿科技领域展现出巨大的应用潜力,有望推动相关领域的技术革新,为我国科技发展注入新的动力。
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