中澳科學家用“氧剪刀”剝離硅烯
發布時間：2016/8/26 訪問人數：802次
本報訊 近日，大連理工大學趙紀軍教授與澳大利亞伍倫貢大學杜軼研究員等合作，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。相關科研成果發表在《科學》雜志子刊《科學進展》上，并引起國際科技媒體的關注。
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注持續升溫。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控?？茖W家預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，它的應用將掀起新一輪的電子設備革命。
然而，硅烯在由實驗室走向工業化應用的道路上依然面臨著很多的困難。最大的挑戰在于：如何將硅烯原子層從金屬基底上剝離，進行后續的器件加工。2014年起，由中國和澳大利亞多個課題組組成的一個聯合研究團隊，對這一世界難題展開技術攻關。該團隊由澳大利亞伍倫貢大學杜軼課題組、大連理工大學趙紀軍課題組、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。中澳聯合研究團隊提出了利用活性氣體分子作為“手術刀”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，首次得到了準自由硅烯單層的原子結構像、電子能帶結構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提供重要的科學技術基礎。
