来势汹汹的石墨烯继承者——Stanene
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图片说明:蜂窝状的亮蓝色化学分子结构。 图片来源:Eugene Sergeev/Shutterstock


Stanene是一种二维材料,它的名字来自锡的拉丁语名(stannum)与石墨烯Graphene,一种性能良好的二维纳米材料,承重能力是钢的200倍,导热和导电的效果极好)的结合。就像它的名字所显示的那样,Stanene拥有跟石墨烯类似的性质,也都能用于制作纳米材料,但却是由锡原子构成(石墨烯由碳原子构成)。

2011年,中国科学院物理研究所的研究人员首先提出了Stanene存在的理论性假设。随后,在2013年,来自美国斯坦福大学(Stanford University)和中国清华大学的研究人员预言称这种由六边形结构锡原子的构成Stanene是一种拓扑绝缘体(topological insulator,即内部为绝缘体边缘为导体),在导电的过程中它能够使电子绕过沿过中央晶格而沿着边缘快速传递,导电期间不产生任何热量,也不会造成电流损耗,将成为导电率100%的新型材料(超过石墨烯)。2015年8月,中国上海交通大学的研究人员在Nature Materials杂志上发表论文,宣称已经成功利用分子束(molecular beam)向碲化铋(bismuth telluride)基板外延的方式合成出了Stanene材料(如下图所示)。

图片说明:Stanene结构的主视图和侧视图。红色和蓝色为Stanene结构,青色和灰色为碲化铋原子。 图片来源:Feng-feng Zhu et al./Nature Materials

目前,Stanene的实际性能还没有被证实,科研人员也表示现在所掌握的Stanene材料的量根本不够用于使用x射线衍射图像等技术测试其性能的实验。但他们仍对Stanene材料在实际应用领域的研究充满信心,毕竟这还是一种极其“年轻”的材料,比起它的“同门师兄”——用了近一个世纪才从从理论假设走入现实的石墨烯来说,Stanene的发展已经算是飞跃了。 (科学之家,译审/编辑:ZH Cello)
文章来源: http://www.iflscience.com/chemistry/introducing-graphenes-younger-cousin-stanene
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[3] Feng-feng Zhu, Wei-jiong Chen, Yong Xu, Chun-lei Gao, Dan-dan Guan, Can-hua Liu, Dong Qian, Shou-Cheng Zhang & Jin-feng Jia | Epitaxial growth of two-dimensional stanene | Nature Materials | DOI:10.1038/nmat4384 | http://www.nature.com/nmat/journal/v14/n10/full/nmat4384.html

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