巨大突破！科學家們發現了數百種原子級薄的材料

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本文由Rehoo團隊Leery原創，無授權禁轉！(圖片來自網路）

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石墨烯可能看起來像是一種現代的奇蹟材料，它是相互結合的碳原子片，只有一個原子厚度; 石墨只是這些片層疊在一起的結塊。然而為了研究石墨烯，有人巧妙地設計了一種從這個聚集體剝離單層的方法（這個秘密竟然是一塊磁帶）。

從那時起，我們已經確定了幾個附加的化學物質，形成幾個原子厚的薄片。這些具有各種性質 ，一些是半導體，並已經與石墨烯結合來製造電子器件。為了擴大設備的範圍，我們可以利用這些原子級薄的材料的優勢來製造這種材料，這已經是巨大的突破。

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現在立陶宛和瑞士的一支研究小組表示，他們團隊發現了像石墨一樣的材料：一種內部隱藏著原子態薄層的散裝材料。

快閃記憶體晶元由單原子厚的元件構成,這項工作在很大程度上依賴於其他科學家在開放庫中分享他們的數據。這些包括大型資料庫，用於保存大量化學品的晶體結構。在無機晶體結構資料庫，例如，持有近10萬獨特的晶體結構時進行這項研究。這些結構中的每一個都提供了材料的原子如何排列在三維空間中的細節。然而，幾乎所有這些材料都是三維的，原子的重複圖案在所有方向都延伸到材料的邊緣。研發者們開發了可以在結構中搜索諸如石墨之類的計算機代碼。石墨在各層的碳原子之間具有強烈的化學鍵。但是這些層被稱為范德華力的相對較弱的靜電相互作用保持在一起。雖然范德華力足以在大多數條件下將材料保持在一起，但它們足夠薄弱以允許將單個層從大塊石墨上剝離下來。

因此，研發者在尋找類似的東西，沿著一個平面的強化學鍵和在垂直的一個相對較弱的非化學相互作用。這使得測試超過5,500種化學品的範圍。然後團隊使用其他軟體來計算材料中相鄰片材之間吸引力的強度。如果這個吸引力太強，一層可能會破裂而不是剝落或剝落。雖然這從搜索中消除了一些化學物質，但還剩下了1800多種化學物質。

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在很多情況下，這些材料在原子的位置和它們之間的化學鍵方面在結構上是相似的。例如，二硫化鉬是一個原子級薄的材料研究很好的例子，但研發者確定了13個額外的化學物質形成相似的結構。另一種以二茚二酮為例的結構總共出現在64種不同的化學品中。儘管許多這樣的表單最終會在行為上類似，但是所涉及的不同原子會增加一些最終會變得截然不同的可能性。還有一些結構從來沒有被描述過。

為了弄清楚我們可以將什麼樣的材料加入到我們的資料庫中，研究人員計算了258個簡單的化學品中電子將要做的測試。他們中的大多數竟然是半導體，儘管它們的接地和導電狀態之間的電壓差在0到1.5個電子伏特之間。另外92種材料是金屬的。另外56個可能具有不尋常的磁性，並且其他一些可能具有取決於電子自旋的行為，如半金屬。

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現在還不清楚這些材料中有多少在實際上被採用，製作成原子級薄片。但即使只有百分之十的原始收集工作數據出來，這仍然是一個巨大的飛躍。這個材料集合中的大量不同的屬性，同時提高了選擇適合特定應用的能力的前景。

此外，這為這些原子級薄材料的分層開闢了可能性。因為它們非常薄，所以部分取決於原子是如何排列在一起的。許多不同的材料意味著很大的潛力來調整這種組合方式。因此，很期待看到研究人員開始測試它所識別的一些材料時會發生什麼。

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