石墨烯“表親”錫烯或已“呱呱落地”
- 發佈時間：2015-08-05 01:30:30 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京8月4日電 （記者劉霞）二維材料家族再迎“小鮮肉”一枚。美國科學家近日表示，他們研製出了石墨烯的表親——錫原子組成的二維網狀物“錫烯”（Stanene）。理論預測稱，這種材料或能100%導電，研究人員希望儘快證實其優異的電學屬性。不過也有人指出，還需要實驗進一步證實新材料確為錫烯。
2004年石墨烯的橫空出世，引發了科學家們對二維材料的廣泛興趣，迄今他們研製出了多種二維材料，包括硅烯、鍺烯等，這些材料大都擁有優異的導電性，但從理論上來説，錫烯更勝一籌。
2013年，斯坦福大學張守晟（音譯）領導的研究團隊發現，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，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，材料內的雜質無法阻礙電子的流動，電流不會以熱的形式被浪費，導電率可達100%。這意味著，錫烯或是輸送電流的完美的“高速公路”。
據英國《自然》雜誌網站3日報道，張守晟團隊製造出錫烯後卻無法證實它確為拓撲絕緣體。他解釋説，他們通過讓錫在真空中氣化，使錫原子漂到由碲化鉍製成的支撐表面上製造出了這種網狀物。儘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，表現出不適合拓撲絕緣體的特性。
德國維爾茨堡大學物理學家拉爾夫·克萊森認為，現在還不能完全確定新材料就是錫烯。理論認為，二維錫網格應該形成搭扣蜂窩狀結構，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製造出了搭扣蜂窩狀結構，部分因為褶皺之間的距離符合理論預測。
克萊森表示，需要通過X射線衍射對網格結構進行直接測量，從而確定新材料正是錫烯而非錫的其他組合。
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