فلزات را می توان در برگها فقط چند اتم ضخیم فشار داد

برگهای فلزی تنها دو اتم ضخامت را می توان با خرد کردن قطرات مذاب با فشار زیاد بین دو یاقوت کبود تولید کرد. محققانی که این فرایند را توسعه داده اند می گویند که مواد غیرمعمول می توانند کاربردی در صنعتی ، اپتیک و رایانه داشته باشند.

سال گذشته ، دانشمندان یک برگ طلا ایجاد کردند که اتم منحصر به فرد ضخیماین که آنها پس از گرافن ، “گلدن” را لقب دادند ، ماده ای متشکل از یک لایه واحد از اتم های کربن. این مواد به عنوان دو بعدی توصیف شده اند ، زیرا به همان اندازه که از نظر شیمیایی ممکن هستند نازک هستند.

اما ساخت فلزات 2D دیگر تاکنون امکان پذیر نبوده است. تکنیک جدید ، ساخته شده توسط لووژون از در آکادمی علوم چین و همکارانش می توانند برگهای 2D از بیسموت ، گالیم ، ایندیوم ، قلع و سرب را ایجاد کنند که به همان اندازه که پیوندهای اتمی آنها اجازه می دهد نازک باشد.

برای فشار دادن این فلز ، محققان از دو کریستال یاقوت کبود بسیار مسطح با یک لایه نازک از دی سولفید مولیبدن استفاده کردند (MOS₂) مانند فک های نقص. آنها پودر فلزی را بین این فک ها قرار دادند ، آن را تا 400 درجه سانتیگراد گرم کردند تا اینکه قطره ای تشکیل شود ، سپس آن را به فشار زیادی تا 200 مگاپاسکال خرد کرد. این فلز تا زمانی که چند اتم ضخیم باشد فشرده شد – یا در مورد بیسموت ، فقط دو – پس از آن اجازه خنک می شود. هنگامی که فشار برداشته شد ، فلز 2D بین MOS ساندویچ شد₂ ورق ، که سپس از یاقوت کبود دور شدند.

از گفته می شود که این روند هشت سال پیش طراحی شده است ، اما وقتی تیم کشف کرد که MOS متوجه شد₂ لایه ها برگهای فلزی پایدار باریک را نگه می داشتند. “یک لایه واحد از اتم های فلزی خودمختار از دیدگاه ترمودینامیکی به سادگی ناپایدار است. بنابراین ، ما [had to] تکنیک های کاملاً جدید را توسعه دهید. ” “این روند ساده به نظر می رسد ، اما کار می کند.”

محققان علاوه بر ساخت لایه های بسیار نازک اتم ، قادر به اصلاح فشار فشرده سازی و ساخت صفحات فلزی سه ، چهار اتم یا ضخامت تر با دقت بودند.

فلزات 2D می توانند از خواص غیرمعمول برخوردار باشند که به دانشمندان کمک می کند تا پدیده های کوانتومی ماکروسکوپی و ابررسانایی را کشف کنند ، توضیح می دهد و می تواند منجر به ترانزیستورهای قدرت فوق العاده مبتنی بر ، نمایشگرهای شفاف برای رایانه ها و کاتالیزورهای بسیار مؤثر برای واکنش های شیمیایی شود.

یک مشکل این است که Mos₂ محصور سازی ورق فلزی به راحتی قابل حذف نیست. از گفته می شود که این می تواند برای برخی از برنامه های کاربردی مشکل ساز باشد ، اما آزمایش ها حاکی از آن است که آنها بر هدایت الکتریکی تأثیر نمی گذارند ، بنابراین آنها از فلز 2D استفاده شده در دستگاه های الکترونیکی جلوگیری نمی کنند.