ACS Nano：浙大采用機(jī)械減薄法獲得單元素金屬二維材料
日期：2020-11-13
二維(2D)材料由于其原子級(jí)超薄結(jié)構(gòu)而表現(xiàn)出特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)。然而，制造由單元素金屬原子組成的二維材料仍然具有挑戰(zhàn)性。
近日，浙江大學(xué)張澤院士、王江偉研究員課題組聯(lián)合美國(guó)佐治亞理工大學(xué)Ting Zhu教授、中科院金屬所杜奎研究員等人報(bào)道了一種通過原位透射電子顯微鏡對(duì)金薄膜進(jìn)行加工并制備獨(dú)立二維金(Au)膜的技術(shù)。在平面內(nèi)拉伸應(yīng)變作用下，Au薄膜的局部區(qū)域內(nèi)形成了大面積的減薄變形，從而在Au膜基體的包圍下形成獨(dú)立的二維結(jié)構(gòu)。該二維薄膜為單原子厚度，具有簡(jiǎn)單的六方晶格，與薄膜矩陣的面心立方晶格形成原子尖界面。表面原子的擴(kuò)散輸運(yùn)與界面位錯(cuò)的動(dòng)態(tài)演化在機(jī)械減薄過程中對(duì)二維Au膜的形成起著重要作用。這些結(jié)果證明了一種自上而下的方法來生產(chǎn)獨(dú)立的2D薄膜，并提供了一種對(duì)金屬薄膜機(jī)械減薄至單原子層厚度的可行方案。相關(guān)研究成果以"Free-Standing Two-Dimensional Gold Membranes Produced by Extreme Mechanical Thinning"發(fā)表在《ACS Nano》上。
原文鏈接：https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c06697
圖：實(shí)驗(yàn)方法
研究人員利用PicoFemto?原位TEM-STM電學(xué)樣品桿搭建了金薄膜機(jī)械減薄的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。金棒被分別固定在樣品桿的固定端和三維操縱端，接觸后通過施加電壓實(shí)現(xiàn)焊接。接著，樣品桿通過亞納米級(jí)精度的力學(xué)加載，逐漸拉伸出金二維結(jié)構(gòu)。
圖：電鏡表征
圖：本項(xiàng)研究中使用的PicoFemto?原位TEM-STM樣品桿
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