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石墨烯的“表親”:第14族元素構(gòu)成的二維材料鉛烯問世

2019-05-30 09:17  來源:科技日報  瀏覽:  

據(jù)報道屁爵,由第14族元素構(gòu)成的二維材料(石墨烯的“表親”)近年來引起極大關(guān)注植袍,因為它們具有成為拓撲絕緣體的潛力。近日详囤,日本科學家首次讓純理論性的鉛基二維蜂窩狀材料鉛烯(plumbene)成為現(xiàn)實。

鉛烯引人矚目的原因在于:鉛的電子軌道結(jié)構(gòu)及因而產(chǎn)生的最大能帶隙镐作,使它具有最大的自旋軌道相互作用藏姐,這有可能使它成為一種堅固耐用的二維拓撲絕緣體。在這種絕緣體中该贾,量子自旋霍爾效應甚至有可能在高于室溫的環(huán)境下發(fā)生羔杨。因此,找到一種可靠且成本低廉的方法合成鉛烯一直是材料科學研究的重要目標杨蛋。

在最新研究中兜材,由名古屋大學牽頭的研究團隊,通過在鈀上對超薄鉛膜進行退火處理蛹段,制造出了鉛烯猖生,由此形成的平面材料具有二維單層的標志性蜂窩結(jié)構(gòu)。

令他們驚訝的是捞书,在鉛烯下面形成了一種具有氣泡結(jié)構(gòu)的鈀鉛合金薄膜妥尘,類似于“威爾—費倫”結(jié)構(gòu)(它把空間分割成體積相等的單元,讓它們之間接觸面的表面積之和達到最小)并臊。2008年健乾,北京奧運會比賽場館國家游泳中心“水立方”的設(shè)計靈感就來源于“威爾—費倫”結(jié)構(gòu)怎棋。

研究小組帶頭人柚原淳司表示帆疚,北京“水立方”和“威爾—費倫”結(jié)構(gòu)并非建筑師與材料科學家相互啟發(fā)的第一個例子。他說:“1967年象人,建筑師巴克敏斯特·富勒為蒙特利爾世界博覽會設(shè)計了測地線球體养烙,后來碳60以他的名字被命名為‘巴克敏斯特·富勒烯’。我們可以期待蜀谤,2020年東京奧運會货僚、2024年巴黎奧運會、2020年迪拜世博會亚侠、2023年布宜諾斯艾利斯世博會曹体、2025年大阪世博會等活動的場館都有可能表現(xiàn)未來的新材料而引起世人矚目。”

石墨烯作為一個從石墨材料中剝離出的二維碳材料硝烂,已經(jīng)向人們展示了其優(yōu)異的熱力效應箕别、電學性能以及低溫吸氫、常溫無散射滞谢、應變傳感等功能串稀。而隨著材料科學界合成技術(shù)的快速迭代,石墨烯的“親友”們也開始走入人們視線,鉛烯就是這樣一個例子母截。由于獨特的結(jié)構(gòu)到忽,鉛烯可以說是給納米自然界增加了一道靚麗風景,而未來清寇,鉛烯在觸摸屏喘漏、超級電容等電子產(chǎn)品中的應用也會逐漸成為現(xiàn)實。

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