我國學(xué)者成功研制出新型二維材料銻烯

自石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來，二維材料因維度特性在基礎(chǔ)與應(yīng)用方面均成為前沿研究熱點。近年來，該領(lǐng)域的研究從石墨烯開始，向二硫化物及第四族（硅、鍺、錫），再向第五族（磷、砷、銻、鉍）逐步拓展。

2015年初，曾海波教授團(tuán)隊從理論上預(yù)測了砷烯和銻烯（AngewandteChemie International Edition2015,54, 3112），指出它們是帶隙適中并易調(diào)制成直接帶隙的二維半導(dǎo)體，被Nature專題亮點報道為“可望用于超薄柔性電子學(xué)和光電子學(xué)器件”（Nature 2015,517, 246）。隨后，相關(guān)的理論探索在上廣泛開展。然而，它們的真實存在性和大氣環(huán)境下的穩(wěn)定性，仍然有待驗證。

在自然科學(xué)基金項目（項目編號：61222403）等資助下，南京理工大學(xué)新型顯示材料與器件工業(yè)和信息化部重點實驗室曾海波教授團(tuán)隊成功制備出一種新型第五主族二維材料——銻烯（Antimonene）。

該研究為二維材料家族引入了新成員，豐富了人們對二維材料的認(rèn)知。相關(guān)研究成果以“Two-dimensional antimonene single crystals grown by van der Waals epitaxy”（范德瓦爾斯外延生長的二維銻烯單晶）為題在線發(fā)表在Nature Communications上。

自石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來，二維材料維度特性在基礎(chǔ)與應(yīng)用方面均成為前沿研究熱點。近年來，該領(lǐng)域的研究從石墨烯開始，向二硫化物及第四族（硅、鍺、錫），再向第五族（磷、砷、銻、鉍）逐步拓展。

2015年初，曾海波教授團(tuán)隊從理論上預(yù)測了砷烯和銻烯（AngewandteChemie International Edition2015,54, 3112），指出它們是帶隙適中并易調(diào)制成直接帶隙的二維半導(dǎo)體，被Nature專題亮點報道為“可望用于超薄柔性電子學(xué)和光電子學(xué)器件”（Nature 2015,517, 246）。隨后，相關(guān)的理論探索在廣泛開展。然而，它們的真實存在性和大氣環(huán)境下的穩(wěn)定性，仍然有待驗證。

近期，曾海波團(tuán)隊利用范德華氣相外延和超聲液相剝離方法，成功制備了二維銻烯，并對銻烯的實際原子結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，證實了前期理論預(yù)測的“穩(wěn)定銻烯為β相結(jié)構(gòu)”。研究發(fā)現(xiàn)，銻烯的穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于二維黑磷，在空氣中放置一個月之后，使用AFM、Raman和EDS等檢測均證實結(jié)構(gòu)沒有明顯蛻變，如此高的穩(wěn)定性為后續(xù)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用探索提供了堅實的保障。

該研究還發(fā)現(xiàn)，銻烯在532 nm-2000 nm的寬波段范圍內(nèi)均具有較高光限幅性能，對于532 nm入射激光透射率不高于10%，阻光能力優(yōu)于同等條件下的石墨烯，從而在激光防護(hù)等國防領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。