中澳科學(xué)家用“氧剪刀”剝離硅烯
發(fā)布時間：2016/8/26 訪問人數(shù)：801次
本報訊 近日，大連理工大學(xué)趙紀(jì)軍教授與澳大利亞伍倫貢大學(xué)杜軼研究員等合作，在硅烯材料的氧化和單原子層剝離方面取得重要突破，成功利用氧分子作為“化學(xué)剪刀”，將硅烯原子層從金屬基底上剝離，為硅烯器件研究提供了解決方案。相關(guān)科研成果發(fā)表在《科學(xué)》雜志子刊《科學(xué)進(jìn)展》上，并引起國際科技媒體的關(guān)注。
自石墨烯研究于2010年獲得諾貝爾物理獎以來，全世界對二維層狀材料的關(guān)注持續(xù)升溫。其中，可用于下一代高性能晶體管的新型二維電子材料備受關(guān)注。硅烯是由硅原子組成的單層原子晶體，除了具有和石墨烯一樣超高電子傳輸速率、極薄以及透明柔軟特性之外，其能隙更易于打開和調(diào)控?？茖W(xué)家預(yù)言硅烯是最合適制作下一代高性能低能耗晶體管的理想電子材料之一，它的應(yīng)用將掀起新一輪的電子設(shè)備革命。
然而，硅烯在由實驗室走向工業(yè)化應(yīng)用的道路上依然面臨著很多的困難。最大的挑戰(zhàn)在于：如何將硅烯原子層從金屬基底上剝離，進(jìn)行后續(xù)的器件加工。2014年起，由中國和澳大利亞多個課題組組成的一個聯(lián)合研究團(tuán)隊，對這一世界難題展開技術(shù)攻關(guān)。該團(tuán)隊由澳大利亞伍倫貢大學(xué)杜軼課題組、大連理工大學(xué)趙紀(jì)軍課題組、中科院物理所吳克輝課題組、中科院高能物理所王嘉鷗課題組所組成。中澳聯(lián)合研究團(tuán)隊提出了利用活性氣體分子作為“手術(shù)刀”將外延生長的硅烯從金屬基底上剪切下來的實驗方案，最終確定利用氧分子作為“化學(xué)剪刀”插入外延的硅烯和金屬基底之間，成功將硅烯從金屬基底上剝離，首次得到了準(zhǔn)自由硅烯單層的原子結(jié)構(gòu)像、電子能帶結(jié)構(gòu)以及聲子特征譜等一系列極其重要的信息，并通過理論計算還原了氧分子剪裁剝離硅烯的整個過程。這一突破，為未來硅烯器件的研發(fā)提供重要的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。
