科学家用“化学剪刀”制备悬浮硅原子单层 为硅

为您介绍科学家用“化学剪刀”制备悬浮硅原子单层，为硅烯器件研究提供解决计划。8月22日获悉，大连理工大学赵纪军教授与澳大利亚伍伦贡大学杜轶研究员等合作，在硅烯材料的氧化和单原子层剥离方面取得重要突破，成功利用氧分子做为“化学剪刀”，将硅烯原子层从金属基底上剥离，为硅烯器件研究提供了解决计划。

硅烯材料性能优越

硅烯是由硅原子组成的单层原子晶体，除了具有和（农药中间体）一样超高电子传输速率、极薄以及透明柔软特性之外，其能隙更易于打开和调控。科学家预言硅烯是最合适制作下一代高性能低能耗晶体管的理想电子材料之一，它的应用将掀起新一轮的电子设备革命。

硅烯材料面临的挑战

硅烯在由实验室走向工业化应用的路线上依然面临着很多的艰难。最大的挑战在于：如何将硅烯原子层从金属基底上剥离，进行后续的器件加工。2014年起，由中国除草安全剂和澳大利亚多个课题组组成的一个联合研究团队，对这一世界难题展开技术攻关。该团队由澳大利亚伍伦贡大学杜轶课题组、大连理工大学赵纪军课题组、中科院物理所吴克辉课题组、中科院高能物理所王嘉鸥课题组所组成。中澳联合研究团队提出了利用活性气体分子做为“手术刀”将外延生长的硅烯从金属基底上剪切下来的实验计划，并最终确定利用氧分子做为“化学剪刀”插入了外延的硅烯和金属基底之间，成功将硅烯从金属基底上剥离，首次得到了准自由硅烯单层的原子结构像、电子能带结构以及声子特征谱等一系列极其重要的信息，并通过理论计算还原了氧分子剪裁剥离硅烯的整个过程。这一突破，为未来硅烯器件的研发提供了重要的科学和技术基础。

据了解，相关科研成果发表在《科学》杂志子刊《科学进展》上，并引起国际科技媒体的关注。