由二維材料組成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)已經(jīng)在電子和磁學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域開辟了許多新的可能性，但如果增加二維材料的數(shù)量和多樣性，還可以實(shí)現(xiàn)更多。到目前為止，僅從環(huán)境條件下呈現(xiàn)層狀相的材料中提取了幾十個(gè)二維晶體，完全忽略了在其他溫度和壓力下可能存在的大量層狀材料。
原子通過共用電子而結(jié)合在一起。這種情況發(fā)生的方式既取決于原子類型，也取決于溫度和壓力等條件。維也納大學(xué)的研究人員與Tübingen大學(xué)、安特衛(wèi)普大學(xué)、CY Cergy巴黎大學(xué)以及 Danubia NanoTech 合作，制造了一種新的二維材料，這種材料由銅和碘原子夾在兩層石墨烯層之間制成。這種材料通常只在645到675 K之間的高溫下以層狀形式出現(xiàn)。研究結(jié)果發(fā)表在 Advanced Materials 上。
新材料的設(shè)計(jì)既可以提高現(xiàn)有材料應(yīng)用的效率，也可以實(shí)現(xiàn)它們此前不具備的新功能。事實(shí)上，在過去的一百年中，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)以萬計(jì)的傳統(tǒng)材料，例如金屬及其合金。此外，人們還預(yù)測了一些可能存在的二維材料，但到目前為止，只有一小部分是在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的。這是因?yàn)?，這些材料在實(shí)驗(yàn)室條件下具有不穩(wěn)定性。
該研究合成了穩(wěn)定在石墨烯夾層中的二維碘化亞銅，這是首例成功合成的在實(shí)驗(yàn)室條件下能夠存在的材料。這種合成利用了氧化石墨烯多層膜的大層間距，這使得碘和銅原子擴(kuò)散到縫隙中并生長出新的材料。這里的石墨烯層有一個(gè)重要的作用，對夾層材料施加高壓，從而使其變得穩(wěn)定。所得到的夾層結(jié)構(gòu)如圖所示。
研究作者Kimmo Mustonen說：“當(dāng)我們第一次在顯微鏡圖像中看到這種新材料時(shí)，我們感到很驚訝。通過幾種電子顯微鏡技術(shù)，我們確定真的看到了銅和碘的單層，并獲取了確切的原子位置?！?/p>
研究人員表示，繼二維碘化銅之后，他們已經(jīng)擴(kuò)展了合成方法以生產(chǎn)其他新的二維材料。而且，這種方法似乎是通用的，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)十種新的2D材料。
文獻(xiàn)信息：
Toward Exotic Layered Materials: 2D Cuprous Iodide
Advanced Materials
https://doi.org/10.1002/adma.202106922
素材來源：University of Vienna
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