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我國學者成功研制出新型二維材料銻烯

發布時間:2018-04-02 點擊量:268

自石墨烯被發現以來,二維材料因獨特的維度特性在基礎與應用方面均成為前沿研究熱點。近年來,該領域的研究從石墨烯開始,向二硫化物及第四族(硅、鍺、錫),再向第五族(磷、砷、銻、鉍)逐步拓展。

2015年初,曾海波教授團隊從理論上預測了砷烯和銻烯(AngewandteChemie International Edition2015,54, 3112),指出它們是帶隙適中并易調制成直接帶隙的二維半導體,被Nature專題亮點報道為“可望用于超薄柔性電子學和光電子學器件”(Nature 2015,517, 246)。隨后,相關的理論探索在國際上廣泛開展。然而,它們的真實存在性和大氣環境下的穩定性,仍然有待驗證。

在自然科學基金項目(項目編號:61222403)等資助下,南京理工大學新型顯示材料與器件工業和信息化部重點實驗室曾海波教授團隊成功制備出一種新型第五主族二維材料——銻烯(Antimonene)。

該研究為二維材料家族引入了新成員,豐富了人們對二維材料的認知。相關研究成果以“Two-dimensional antimonene single crystals grown by van der Waals epitaxy”(范德瓦爾斯外延生長的二維銻烯單晶)為題在線發表在Nature Communications上。

自石墨烯被發現以來,二維材料因獨特的維度特性在基礎與應用方面均成為前沿研究熱點。近年來,該領域的研究從石墨烯開始,向二硫化物及第四族(硅、鍺、錫),再向第五族(磷、砷、銻、鉍)逐步拓展。

2015年初,曾海波教授團隊從理論上預測了砷烯和銻烯(AngewandteChemie International Edition2015,54, 3112),指出它們是帶隙適中并易調制成直接帶隙的二維半導體,被Nature專題亮點報道為“可望用于超薄柔性電子學和光電子學器件”(Nature 2015,517, 246)。隨后,相關的理論探索在國際上廣泛開展。然而,它們的真實存在性和大氣環境下的穩定性,仍然有待驗證。

近期,曾海波團隊利用范德華氣相外延和超聲液相剝離方法,成功制備了二維銻烯,并對銻烯的實際原子結構進行表征,證實了前期理論預測的“穩定銻烯為β相結構”。研究發現,銻烯的穩定性遠高于二維黑磷,在空氣中放置一個月之后,使用AFM、Raman和EDS等檢測均證實結構沒有明顯蛻變,如此高的穩定性為后續基礎研究和應用探索提供了堅實的保障。

該研究還發現,銻烯在532 nm-2000 nm的寬波段范圍內均具有較高光限幅性能,對于532 nm入射激光透射率不高于10%,阻光能力優于同等條件下的石墨烯,從而在激光防護等國防領域具有重要應用前景。


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