正在2d材量上制造完善的边沿

泉源:查尔默斯理工大学，2020年10月19日。Original written by Mia Halleröd Palmgren and Joshua Worth.

简介:

像石墨烯如许的超薄质料预示着纳米科学和技能的革命。研究职员已经在该范畴取得了紧张希望。在近来的一篇文章中，他们提出了一种利用“邪术”化学物质操纵二维质料边沿的要领。

像石墨烯如许的超薄质料预示着纳米科学和技能的革命。瑞典查尔默斯理工大学的研究职员在该范畴取得了紧张希望。在近来颁发在《天然通讯》上的一篇论文中，他们提出了一种利用“邪术”化学物质来操纵二维质料边沿的要领。

“我们的要领可以操纵边沿——原子,原子的方法既简洁又可伸缩的、只利用和气加热与富厚,情况友爱的化学物质,如过氧化氢、“Battulga Munkhbat说,博士后研究员在查尔姆斯理工大学的物理系,和论文的第一作者。

只有一层原子那么薄的质料被称为二维质料。最闻名的例子是石墨烯和它的半导体雷同物二硫化钼。该范畴的将来进展可以得益于研究这种质料固有的一个特别特性——它们的边沿。操纵边沿是一个极具挑衅性的科学题目，由于它们与二维质料的主体相比非常差别。比方，在过渡金属二卤化物(称为TMD，如前面提到的二硫化钼)中发觉的一种特别范例的边沿可以具有磁性和催化性子。

典范的TMD质料有边沿，可以存在两种差别的变体，称为锯齿或扶手椅。这些替换品云云差别，以至于它们的物理和化学性子完全差别。比方，盘算评释锯齿状的边沿是金属和铁磁性的，而扶手椅的边沿是半导体和非磁性的。雷同于这些物理性子上的明显改变，人们可以预期之形和扶手椅边的化学性子也非常差别。假如是如许的话，有大概是某些化学物质“溶解”了扶手椅的边沿，而锯齿状的部门不受影响。

如今，这种“奇妙”的化学物质正是Chalmers的研究职员所发觉的——以一般的过氧化氢的情势。一开始，研究职员对这些新效果感触非常惊奇。

“不但一种边沿占主导职位地方，并且孕育发生的边沿非常锐利——险些是原子锐利。”这评释，这种“奇妙的”化学物质以一种所谓的自我限定的方法运作，一个原子一个原子地去除不必要的物质，终极导致在原子锐极限处孕育发生边沿。由此孕育发生的图案遵照了原始TMD质料的晶体取向，孕育发生了漂亮的、原子锐利的六角形纳米布局，”Battulga Munkhbat说。

“非常引人入胜的进展”

这种新要领将尺度的自顶向下平版印刷要领与新的各向异性湿法蚀刻工艺相联合，从而使在二维质料中制造完善的边沿成为大概。

这种要领为范德瓦尔斯质料(层状2D质料)开发了新的和亘古未有的大概性。我们如今可以将边沿物理与二维物理联合在一个单一的质料中。这是一项极其引人入胜的进展，”查默斯大学物理系副传授、该研究项目卖力人Timur Shegai说。

这些质料和其他相干质料每每引起紧张的研究存眷，由于它们使纳米科学和技能取得紧张希望，具有从量子电子学到新型纳米器件的潜伏应用。这些盼望在石墨烯旗舰项目中得到了表现，该项目是欧洲有史以来最大的研究项目，由查尔默斯理工大学和谐开展。

为了让研究试验室和高科技公司可以或许利用这项新技能，研究职员建立了一家新公司，提供高质量的原子清楚度TMD质料。研究职员还打算进一步开辟这些原子锐利的超颖质料的应用。