您的位置: 首页 资讯产品新闻

日本名古屋大学领导的研究团队公开二维平面材料锡烯(Stanene)新型样品

2018-01-23 17:41:33| 发布者: admin| 查看: 488

由名古屋大学领导的研究团队生产出预计在电子领域具有独特用途的二维锡原子片。


形成在物理和化学控制的表面上的锡烯,在Ag2Sn表面合金上制备了高分辨率的锡烯的STM图像。对蜂窝锡结构模型进行了叠加。


  二维碳原子石墨烯材料的优点已经非常确定。随之而来的是大量的“后石墨烯材料” - 由硅或锗等其他元素组成的类石墨烯结构材料。


  由名古屋大学(日本)领导的一个国际研究小组,包括艾克斯马赛大学(法国)、汉堡马克斯·普朗克研究所(德国)和巴斯克国家大学(西班牙),已经公布了第一个真正的锡平面样品:单一的锡(Sn)原子片。平面锡(锡烯)被认为是高科技的非凡的导体。


  就像石墨烯不同于普通的石墨一样,锡烯与普通锡的行为方式也有很大的不同。由于重元素中电子的自旋 - 轨道相互作用相对较强,单层锡被认为是“拓扑绝缘体”,也被称为量子自旋霍尔(QSH)绝缘体。这类材料在其内部是电绝缘的,但具有高度导电的表面/边缘。这在理论上使得单层拓扑绝缘体成为纳米电子学的理想布线材料。此外,这些材料边缘的高导电通道可以携带特殊的手性电流,自旋锁定在运输方向上,这使得它们对于自旋电子学应用也非常有吸引力。 


  在以前的研究中,锡被生长在碲化铋或锑的衬底上,结果发现锡层是高度弯曲和相对不均匀的。名古屋团队选择了银(Ag)作为宿主--特别是Ag(111)晶面,其晶格常数略大于独立的锡烯,导致在大面积内形成扁平的锡单层,离可扩展的工业应用只有一步之遥。


  单个锡原子缓慢地沉积在银上,称为外延生长。重要的是,锡层不是直接形成在银表面的顶部。相反,正如核心能级光谱所示,第一步是在两种物质之间形成表面合金(Ag2Sn)。然后,另一轮的锡沉积在合金顶上产生一层纯度高的晶体。隧道显微镜显示锡原子蜂窝格子的醒目图像,说明了锡烯的六角形结构。


  通过密度泛函理论计算,该合金保证了锡层的平直度。该团队发表在“2D材料”上的一篇文章的主要作者Yuhara说:“锡烯遵循Ag2Sn表面合金的结晶周期。因此,锡层不像孤立的那样屈曲,而是以轻微的应变为代价,将其压平以最大限度地与下面的合金接触。锡与宿主之间的这种相互稳定不仅使锡层保持无可挑剔的平坦,而且使它们成长到令人印象深刻的5000平方纳米左右的尺寸。


  2D平面锡烯材料在电子和计算领域有着令人兴奋的前景。艾克斯马赛大学项目组负责人Guy Le Lay表示:““QSH效应是相当微妙的,大多数拓扑绝缘体只能在低温下显示出来。然而,锡被预测在室温及以上也会表现QSH状态,特别是当它与其他元素结合时。在未来,我们希望看到锡烯与硅在计算机电路上的结合。即使与目前的尖端技术相比,这种结合也能大大提高计算效率。“

最新评论

昵称: 邮箱:

联系我们

广州市高新技术开发区科学城南翔三路15号行政楼一楼

020-31602726

18820012506

网站导航

友情链接

官网直达