納米科學：科學家使用氧氣，剪刀，製作獨立的單原子矽層！
就像過度烹飪的晚餐一樣，下一代電子產品的下一個所謂的奇蹟材料已經「堅持到底」，直到UOW超導和電子材料研究所（ISEM）的研究人員提出了一個突破性的解決方案。
該材料是矽，矽是最薄的矽形式，由二維矽晶體層組成。
電子在矽質中移動超快，減少了驅動電子設備所需的能量，並為更小，靈活，透明和低能耗的電子設備鋪平了道路。
到目前為止，silicene已在金屬表面「生長」，但研究人員沒有經過驗證的方法將其從基材上釋放出來，以創造一種獨立的材料，然後將其整合到電子設備和組件中。
ISEM研究員Yi Du博士和他的團隊使用氧氣將單原子厚度的矽層從其表面分離出來，克服了阻礙生產具有增壓電子潛力的材料的關鍵障礙。
「我們知道矽質晶體更喜歡牢固地附著在金屬基材上，因為它們太薄而不能用任何機械工具剝離，所以不可能將它們從基材上剝離，」杜博士說。
研究人員已經嘗試了使用「化學剪刀」打破矽質和基質之間的粘合的想法，杜博士及其團隊的突破是通過使用氧分子作為化學剪刀從基質上切割矽質。
這項工作得到了澳大利亞研究理事會（ARC）的支持，其中包括幾項特殊技術，這些技術只能在ISEM上藉助其強大的工具進行，包括掃描隧道顯微鏡，可創造超過100次的超高真空環境。高於國際空間站軌道上的真空水平。
「由於真空水平如此之高，我們可以將氧氣分子注入腔室，它們會成為沿直線路逕行進的'分子通量'，」杜博士說。「這使我們能夠將這些分子精確地引入矽質層，像剪刀一樣分離矽質。」
結果是一層獨立的矽質 - 外觀很像蜂窩狀晶格 - 可以轉移到絕緣基板上，製成先進的電晶體。
二維矽質的理論是在1994年引入的，但直到2012年，包括UOW團隊在內的科學家才在實驗室成功製造了矽氧烷。
Silicene是超級材料類別的新興參與者，與石墨烯一起，石墨烯是一個單原子厚的碳層。石墨烯已被證明是迄今為止發現的最快的電導體，比常用的矽更快。
石墨烯不能在導電性的開啟和關閉狀態之間切換。這使得它不適合諸如電晶體的應用。
由於矽和碳並排放置在元素周期表中，因此科學家們開始研究矽的原子特性是否具有同樣的革命性，但由於其與現有矽基電子設備的兼容性而更容易被利用。
「這項工作解決了隔離這種超級材料以進行進一步設備開發的長期問題。自從發現以來，它一直在挑戰關於矽氧烷的整個科學文獻，」杜博士說。
「這些研究結果與未來基於矽烯的納米電子和自旋電子設備的設計和應用相關。
該研究最近發表在「科學進展」和「ACS中心科學」雜誌上，是澳大利亞和中國研究人員合作的結果，包括大連理工大學的趙繼軍教授和北京同步輻射設施的王建國博士。科學版）。