查尔莫斯理工大学 查尔莫斯理工大学的研究人员提出了一种通过使用“神奇”的化学物质——过氧化氢来精细控制二维材料边缘的方法
学分:亚历山大·埃里克森/日元·斯特兰德奎斯特/查尔莫斯理工大学 石墨烯等超薄材料预示着纳米科学和技术的一场革命
瑞典查尔莫斯理工大学的研究人员在《自然通讯》上发表了一项研究，他们提出了一种使用“神奇”化学物质控制二维材料边缘的方法
“我们的方法使得一个原子一个原子地控制边缘成为可能，这种方法既简单又可扩展，只使用温和的加热和丰富的环保化学物质，如过氧化氢，”查尔莫斯理工大学物理系博士后研究员、该论文的第一作者巴图尔加·蒙赫巴特说
只有一个原子层那么薄的材料被称为二维材料
最著名的例子是石墨烯，以及它的半导体类似物二硫化钼
该领域的未来发展可能受益于对这种材料固有的一个特殊特性——它们的边缘的研究
控制边缘是一个具有挑战性的科学问题，因为它们与二维材料的主体相比有很大的不同
例如，在过渡金属二硫化物中发现的特定类型的边缘(称为二硫化钼，如前述的二硫化钼)可以具有磁性和催化性质
典型的颞下颌关节材料的边缘有两种不同的形式，即锯齿形和扶手椅形
这些替代品如此不同，以至于它们的物理和化学性质一点也不相似
例如，计算预测锯齿形边缘是金属和铁磁性的，而扶手椅形边缘是半导体和非磁性的
类似于这些物理性质的显著变化，人们可以预期锯齿形和扶手椅边缘的化学性质也非常不同
如果是这样的话，某些化学物质可能会溶解扶手椅的边缘，而不会影响锯齿形边缘
现在，这种神奇的化学物质正是查尔莫斯研究人员发现的——以普通过氧化氢的形式
起初，研究人员对新的结果完全感到惊讶
“这不仅是因为一种类型的边缘比其他类型的边缘占主导地位，而且还因为由此产生的边缘极其锐利——几乎是原子级的锐利
这表明“魔法”化学物质以一种所谓的自限性方式运行，一个原子一个原子地去除不需要的物质，最终导致边缘达到原子级的尖锐极限
由此产生的图案遵循了原始TMD材料的晶体取向，产生了美丽的、原子级尖锐的六边形纳米结构，”Battulga Munkhbat说
“一个极其迷人的发展” 这种新方法将标准的自上而下的光刻方法与新的各向异性湿法蚀刻工艺相结合，因此有可能在二维材料中产生完美的边缘
“这种方法为范德瓦尔斯材料(层状二维材料)开辟了前所未有的新可能性
我们现在可以将边缘物理和二维物理结合在一种单一的材料中
这是一个非常迷人的发展，”蒂穆尔·舍盖说，他是查尔莫斯大学物理系的副教授，也是该研究项目的负责人
这些材料和其他相关材料通常会吸引大量的研究注意力，因为它们能够推动纳米科学和技术的重要进展，具有从量子电子学到新型纳米器件的潜在应用
这些希望体现在石墨烯旗舰项目上，这是欧洲有史以来最大的研究项目，由查尔莫斯理工大学协调
为了让研究实验室和高科技公司能够获得这项新技术，研究人员成立了一家初创公司，提供高质量的原子级锐TMD材料
研究人员还计划进一步开发这些原子级超材料的应用
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