对二维材料的波纹结构硅烯进行了精确测量

时间:2020-01-09 18:30 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

对二维材料的波纹结构硅烯进行了精确测量

硅烯由一层硅原子组成。与由碳构成的超扁平材料石墨烯相比,硅烯的表面不规则性会影响其电子性能。现在,来自巴塞尔大学的物理学家已经能够精确地确定这种波纹结构。正如他们在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表的报告所述,他们的方法也适用于分析其他二维材料。

自石墨烯的实验生产以来,二维材料一直是材料研究的核心。与碳类似,硅可以制成一层蜂窝状的原子。这种材料被称为硅烯,与石墨烯不同,它具有原子粗糙度,因为某些原子的粗糙度高于其他原子。

硅烯不完全平整

教授领导的研究小组,恩斯特迈尔的物理系和瑞士巴塞尔大学的纳米科学研究所成功地定量表示这些微小的高度差异,检测不同的原子排列在一个不到一埃本的范围;也就是说,小于千万分之一毫米。

“我们使用低温原子力显微镜和一氧化碳探针,”在实验中起主要作用的Remy Pawlak博士解释道。力谱可以定量测定样品和针尖之间的力。因此,相对于表面的高度可以被探测到,单个原子可以被化学识别。测量结果与马德里材料研究所(ICMM)合作伙伴进行的模拟结果非常一致。

不同的电子特性

这种不均匀性,即所谓的“屈曲”,会影响材料的电子性能。与石墨烯不同的是,石墨烯是一种优秀的导体,而硅烯在银表面的表现更像半导体。在硅树脂中,完美的蜂窝结构被破坏。这并不一定是一个缺点,因为它可能会导致有趣的量子现象的出现,比如量子自旋霍尔效应。”says Meyer.

巴塞尔研究人员开发的方法为二维材料世界和结构与电子特性之间的关系提供了新的见解。

参考文献:“原子力显微镜定量测定硅烯原子屈曲”Remy Pawlak, Carl Drechsel, Philipp D’astolfo, Marcin Kisiel, Ernst Meyer and Jorge Iribas Cerda, 2019年12月23日,《美国国家科学院院刊》。

DOI: 10.1073 / pnas.1913489117

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