據外媒報道,,俄羅斯斯科爾科沃科學技術研究所(Skoltech)和莫斯科物理技術學院(MIPT)首先預測,,然后經過試驗,證實了在金剛石的表面存在一種奇異的NaCl薄膜,,此種薄膜可用作電動汽車和電信設備中場效應晶體管的柵極絕緣層,。
(圖片來源:Skoltech)
Skoltech博士生Kseniya Tikhomirova,、Alexander Kvashnin博士以及Skoltech兼MIPT的教授Artem R. Oganov與同事合作,,基于早期對NaCl薄膜的研究,假設金剛石的表面也存在一種不同尋常,、納米厚度的NaCl薄膜,。
Kseniya Tikhomirova表示:“最開始,我們決定只對在不同基底上新型2D結構的形成進行計算研究,,假設如果基底與NaCl薄膜發(fā)生了強烈的互動,,就可以預測到薄膜的結構會發(fā)生重大變化,。事實上,我們得到了非常有趣的結果,,并預測了在金剛石基底上會形成六方形NaCl薄膜,,然后決定進行實驗。經過實驗,,合成了六邊形NaCl薄膜,,證實了我們的理論?!?/p>
研究人員首先采用了由Oganov及其學生研發(fā)的進化算法USPEX,,基于所涉及的化學元素來預測能量最低的結構。利用XRD(X射線衍射)和SAED(選定區(qū)電子衍射)測量進行實驗合成和表征,,證實了NaCl薄膜的存在,。該薄膜的平均厚度約為6納米,較厚的薄膜會將六邊形結構變成立方結構,,也就是所熟悉的食鹽的典型結構,。
科學家們認為,由于六邊形NaCl薄膜與金剛石基底的粘合非常強,,能帶隙寬,,非常適合用作金剛石場效應晶體管中的柵極絕緣層,此種晶體管具備用于電動汽車,、雷達和電信設備中的潛力?,F(xiàn)在,此類場效應晶體管普通采用六邊形氮化硼,,與此種薄膜的能帶隙寬度類似,,但是與基底的粘合性要更弱。
該項研究能夠讓人更加了解如何控制采用基底的2D材料的外觀以及屬性,,也為更多在電子及其他領域內具有潛在應用價值的2D材料打開了大門,。