石墨烯“表亲”锡烯新鲜出炉

二维晶体材料家族迎来“小鲜肉”

石墨烯“表亲”锡烯新鲜出炉

■最新发现与创新

科技日报北京8月8日电 （记者刘霞）近日，中美科学家携手成功研制出由单层锡原子构成的厚度小于0.4纳米的二维晶体——锡烯（Stanene）薄膜。理论预测称，这种材料或能100%导电。研究人员希望下一步能尽快证实其优异的电学属性。

科学家们迄今研制出了多种二维材料，包括硅烯、锗烯等。它们大都拥有优异的导电性，但从理论上来说，锡烯更胜一筹。2013年，斯坦福大学张守晟教授团队预测，“锡烯（Stanene）是锡的拉丁语名字（Stannum）和石墨烯（Graphene）组合在一起而成的”,可能会成为世界上第一种能在常温下达到100％导电率的超级材料，远胜近年来热议的石墨烯，可实现室温下无能量损耗的电子输运，在未来更高集成度的电子学器件应用方面具有重要的意义。

但制备锡烯面临诸多困难，首先，锡烯的晶体结构基于金刚石结构的灰锡，灰锡不是石墨那样的层状结构，因此无法用机械剥离的方法获得单层锡烯。另外，体材料的灰锡在室温下不能稳定存在。而且虽然稳定的灰锡厚薄膜能在锑化铟基底上生长，但在锑化铟基底上生长单层锡烯却一直无法实现。

近日，上海交通大学物理与天文系钱冬、贾金锋教授领导的研究团队与张首晟、清华大学徐勇教授合作，通过将锡原子平铺在半导体碲化铋表面上，成功制备出了由锡原子构成的厚度小于0.4纳米的锡烯薄膜，并利用精确的原位表征技术证明了他们制备的新材料正是锡烯。研究成果发表在8月3日的《自然材料》杂志在线版上。