生产大而干净的二维材料变得简单：只需 KISS

01年2023月XNUMX日（Nanowerk新闻）自从发现石墨的二维形式（称为 石墨烯）大约二十年前，对 2D材料 with their special physical properties has skyrocketed. Famously, graphene was produced by exfoliating bulk graphite using sticky tape. Although it was good enough for a Nobel Prize, this method has its drawbacks. An international team of surface scientists has now developed a simple method to produce large and very clean 2D samples from a range of materials using three different substrates.
Their method, kinetic 该杂志描述了原位单层合成（KISS） 高级科学 (“In situ exfoliation method of large-area 2D materials”). KISS 剥离和光发射实验的艺术描绘。 由于与基底的相互作用更强，二维材料与母晶体分离。 紫外光用于光发射电子，从而可以通过对电子带的直接成像来研究电子结构，如背景所示。 （图片来源：格罗宁根大学 Antonija Grubišić-Čabo 和 Dina Maniar）
二维材料具有散装材料所不具备的物理特性。 载流子的限制是其原因之一。 有两种方法可以生产这些 2D 材料：剥离较大的晶体或生长 2D 层。 剥落意味着从较大的晶体上剥落层，直到只剩下一层。
“这个过程非常耗时，需要特定的技能和设备，”荷兰格罗宁根大学的表面科学家、该论文的第一作者 Antonija Grubišić-Čabo 说道。 高级科学 纸。 “此外，它通常会产生非常小的薄片，而使用的胶带可能会在其表面留下聚合物。”
制作 2D 电影是另一种方法。 这允许在受控条件下生产大样品。 “然而，研究如何生长这种二维材料通常需要花费大量时间。 而且这个过程并不总是能产生完美的层，”Grubišić-Čabo 说。 她与最后一位作者 Maciej Dendzik 一起组建了一支由同事组成的“梦想团队”，其中许多人此前曾在奥尔胡斯大学（丹麦）担任博士生，共同开发一种用于生产二维材料的简单技术。
“我们知道一些实验使用金膜来剥落大块材料。 但这些主要是在空气中进行的，这意味着该技术不太适合空气敏感材料或表面科学研究。 该团队想要一种能够在一系列基材上生产空气敏感二维材料的技术。 在他们的第一次尝试中，他们在高真空室中使用了金晶体。 “我们基本上将晶体撞击在散装材料上，发现金上粘着一层漂亮的二维层。” 发生这种情况的原因尚不清楚，但研究小组怀疑与金的键合比将块状晶体中的各层保持在一起的范德华力更强。 该图显示了动力学原位单层合成 (KISS) 的设置。 将散装材料放置在带有弹簧的样品架上以调节冲击力（黄色箭头）。 然后将其压在金色晶体上（蓝色箭头下方稍亮的环）。 释放后，二维层将附着到金基板上。 （图片：Antonija Grubišić-Čabo，格罗宁根大学）
他们在第一个实验的基础上，在平台上添加了一个带有散装材料的弹簧，充当减震器，从而可以更好地控制金晶体的冲击力。 此外，该团队还表明，银和半导体锗都可以用作剥离二维材料的基材。
“金晶体是表面科学实验室的标准特征，例如，它们用于仪器的校准。 科学家们不喜欢损坏这些晶体，但在这些实验中并没有发生这种情况，”Grubišić-Čabo 说。 '此后我们改变了协议以使用单晶金薄膜。 这还有一个额外的优点，那就是能够溶解金，这样我们就可以分离二维样品，只要它在空气或液体中稳定即可。
这些分离的样品可用于下一阶段：使用 KISS 技术生产的 2D 材料构建设备。 “这还不可能，但我们正在努力，”格鲁比希奇卡博说。 “所以，我们所拥有的是一种以非常简单的方式生产非常干净的大型二维样本的技术，这使我们能够创建对空气敏感的二维材料。 此外，我们的技术使用几乎每个表面科学实验室都配备的标准设备。

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• Sumber: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63092.php