研究人员使用高压技术发现二维材料

一个由拜罗伊特大学研究人员组成的国际团队利用现代高压技术首次成功发现了一种以前未知的二维材料。新材料铍腈由规则排列的氮原子和铍原子组成。它具有不寻常的电子晶格结构，显示出在量子技术中的巨大应用潜力。它的合成需要比地球大气压力高约一百万倍的压缩压力。科学家们在《物理评论快报》杂志上发表了他们的发现。

自从发现由碳原子构成的石墨烯以来，研究和工业界对二维材料的兴趣稳步增长。在高达 100 吉帕斯卡的极高压力下，拜罗伊特大学的研究人员与国际合作伙伴一道，现已生产出由氮原子和铍原子组成的新型化合物。这些是铍多氮化物，其中一些符合单斜晶系，其他符合三斜晶系。三斜铍聚氮化物表现出一种不寻常的特性，当压力滴。它们呈现由层组成的晶体结构。每层包含由铍原子连接的锯齿形氮链。因此它可以被描述为由BeN 4 五边形和Be 2 N 4 六边形组成的平面结构。因此，每一层代表一种二维材料，铍腈。

定性地说，铍腈是一种新型的二维材料。与石墨烯不同，铍腈的二维晶体结构导致电子晶格略微扭曲。由于其由此产生的电子特性，如果有朝一日能够以工业规模生产，铍腈将非常适合量子技术的应用。在这个仍然年轻的研究和开发领域，目标是将量子力学特性和物质结构用于技术创新——例如，用于构建高性能计算机或以安全通信为目标的新型加密技术。

“这是第一次，在密切的国际合作高压的研究已经成功地制造出一个化合物中，这在以前完全未知。这种化合物可以作为二维材料具有独特的前驱体的电子特性。迷人的成就是唯一在实验室产生的压缩压力的帮助下，这可能是地球大气压力的近一百万倍。因此，我们的研究再次证明了材料科学中高压研究的非凡潜力，”合著者博士说。 . 来自拜罗伊特大学晶体学实验室的 Natalia Dubrovinskaia。

“然而，只要为此需要极高的压力，例如只能在研究实验室中产生的压力，就不可能设计出工业规模生产铍腈的工艺。然而，非常重要的是新化合物是在减压过程中产生的，它可以在环境条件下存在。原则上，我们不能排除有朝一日可以通过技术上不太复杂的过程来复制铍腈或类似的二维材料，并将其用于工业。随着我们的研究中，我们开辟了高压研究的新前景，以开发可能超越石墨烯的技术有前途的二维材料，”通讯作者巴伐利亚实验地球化学研究所的列昂尼德·杜布罗文斯基教授说。拜罗伊特大学地球物理学。

标签： 二维材料