迎来新一轮化学与电子学突破!利用液体金属制造氧化膜二维材料

2017/10/23 阅读数:

RMIT研究人员已经使用液态金属制造出了几个原子厚度的二维材料,这种二维材料是以前从未有过的。


这些惊人的突破不仅会彻底改变我们在研究的化学,而且可以应用于增强数据存储和制造更快的电子行业方面。“十年一次”的发现已经在《科学》杂志出版了。


研究人员将金属溶解在液态金属中,以产生先前不会以层状结构存在,并且易于剥离的非常薄的氧化物层。


一旦提取出来,这些氧化物层可以用作现代电子学中的晶体管组件。氧化层越薄,电子产品就越快。 更薄的氧化物层也意味着电子设备需要更少的功率。除此之外,氧化物层也用于制作智能电话上的触摸屏。


该研究由RMIT工程学院的Kourosh Kalantar-zadeh教授和Torben Daeneke博士领导,他们与学生们在过去18个月一直用这种方法尝试。


“当你用铅笔写字的时候,石墨会留下非常薄的薄片,称为石墨烯,因为它们是天然存在的分层结构,所以很容易提取,”Daeneke说,“但是如果这些材料在自然中不存在会怎么样?”


“在这里,我们发现了一种与众不同但非常简单的方法来创建原子厚度的材料薄片,这些材料并不是天然存在的分层结构。”


“我们使用镓(类似于铝的金属)的无毒合金作为反应介质。这覆盖了附加金属的原子薄氧化物层的液态金属表面,而不是天然存在的氧化镓。


“然后可以通过简单地用平滑表面接触液态金属来剥离该氧化物层。通过类似于在制造卡布奇诺起泡牛奶的过程,可以通过将空气注入液态金属来产生较大量的原子薄层。


这是一个非常便宜和简单的过程,即使不是科学家,也可以在厨房炉子上完成。


“我可以把这些说明给我的母亲,她可以在家里做到这一点。”达内克说。

Kourosh Kalantar-zadeh教授说,现在这一发现将以前看不见的薄氧化物材料放在日常生活中,对未来科技有深刻的影响。
“我们预测,开发的技术大约适用于元素周期表的三分之一。这些原子极薄的氧化物中的许多是半导体或导电材料。


“半导体和电介质元件是当今电子和光学器件的基础。使用原子薄的组件预计将使电子产品更好,更节能。这种技术能力以前从未有过。”


该突破也可以应用于催化——现代化工业的基础,重整制造所有的化学产品,包括药品、化肥和塑料。


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