德累斯顿理工大学 蜂巢-戈薇结构
信用:于静 托马斯·海涅(Thomas Heine)是德累斯顿大学的理论化学教授，他和他的团队在2019年首次预测了一种拓扑二维聚合物
仅仅一年后，一个由意大利研究人员领导的国际团队合成了这些材料，并通过实验证明了它们的拓扑性质
对于著名的《自然材料》杂志来说，这是邀请托马斯·海涅参加本周出版的《新闻与观点》的一篇文章的机会
在“让二维拓扑聚合物成为现实”的标题下
海涅描述了他的理论如何变成现实
超薄材料作为下一代纳米电子器件的构建模块非常有趣，因为通过将二维层成型为所需的形式，可以更容易地制造电路和其他复杂结构
托马斯·海涅是德累斯顿大学理论化学教授，他正在研究这种创新材料的预测
它们的性质可以用现代计算化学方法精确计算，甚至在它们在实验室中实现之前
这项研究对二维聚合物特别有意思:它们的晶格类型是由它们的结构单元的形状决定的，它们可以从几乎无限多种与所需结构相匹配的平面有机分子中选择
一个特别有趣的例子是戈薇格子，它由三边形瓷砖的角和边组成
2019年，于静和托马斯·海涅提出从三角形有机分子(所谓的三角形)合成这种二维聚合物
这些材料具有组合的蜂窝-戈薇结构(见图)
他们的计算表明，这些二维结构结合了石墨烯(准无质量电荷载流子)和超导体(平坦电子带)的特性
现在，意大利材料科学家乔治·康蒂尼和他的国际团队已经成功合成了这种二维蜂窝状戈薇聚合物，发表在本周早些时候的《自然·材料》杂志上
一种创新的表面合成方法使得生产高质量的晶体成为可能，这种晶体适合于电子特性的实验表征
的确，预言的迷人的拓扑性质被揭示了
因此，首次可以通过实验证明拓扑材料可以通过二维聚合物实现
二维聚合物的研究因此建立在坚实的基础上
这里描述的戈薇晶格只是将平面分子连接到规则晶格的数百种可能性中的一个例子
对于其中的一些变体，理论上已经预测了其他有趣的电子性质
这为化学和物理领域的理论家和实验学家开发出具有先前未知特性的材料开辟了无数新的可能性
教授
海涅解释说:“这些结果表明，二维聚合物可以成为具有有用电子特性的材料，尽管它们的结构比普通电子材料的网格宽得多，晶格点之间的距离超过一纳米
前提是材料具有优良的结构质量
这包括高结晶度和非常低的缺陷密度
教授周围同事的另一个重要贡献
康蒂尼的观点是，虽然二维聚合物是在金属表面产生的，但它们可以被分离并转移到任何其他基底上，如氧化硅或云母，从而被结合到电子器件中
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