В области нанотехнологий свершилось важное событие: ученым из Академии наук Китая удалось разработать метод получения практичных и универсальных однослойных металлов толщиной всего лишь в один ангстрем (0,1 нм).
Технология, которую они открыли, получила название ван-дер-ваальсового сжатия. Суть ее заключается в плавлении и сжатии чистых металлов между двумя жесткими ван-дер-ваальсовыми наковальнями под высоким давлением. С помощью этого метода были получены разнообразные двухмерные металлы, толщина которых не превышала 1 нм: висмут, олово, свинец, индий и галлий.
Наковальни, использованные в процессе, представляют собой два монокристаллических слоя MoS2, выращенных на сапфире. Они играют ключевую роль в производстве 2D-металлов по двум причинам. Во-первых, плоская поверхность монослоя MoS2/сапфира обеспечивает равномерную толщину металла. Во-вторых, высокий модуль Юнга как у сапфира, так и у монослоя MoS2 (более 300 ГПа) позволяет им выдерживать экстремальные давления, что позволяет приблизиться к пределу толщины двухмерных металлов.
Созданные таким образом металлы стабилизированы благодаря полной инкапсуляции между двумя монослоями MoS2. Эта структура не только облегчает производство, но и открывает доступ к уникальным свойствам переноса, которые ранее были недоступны.
Электрические и спектроскопические измерения монослоя висмута продемонстрировали его превосходные физические свойства, такие как повышенная электропроводность, сильный эффект поля с поведением p-типа, большая нелинейная холловская проводимость и новые фононные моды.
Новый метод не только предлагает универсальный подход к производству различных двухмерных металлов, но и позволяет контролировать толщину с атомной точностью, регулируя давление при сжатии. Он открывает новые горизонты для изучения экзотических свойств 2D-металлов.
В прошлом году шведские ученые получили двухмерное золото, названное «Голден». Этот материал обладает рядом необычных свойств, которые могут найти применение в производстве водорода, химической и электронной промышленности.