- 石墨烯及相關二維材料顯微結構表征
- 孫立濤 徐濤 尹奎波編著
- 498字
- 2020-05-19 15:58:48
1.1.4 其他二維晶體
前面提到的材料只是二維晶體材料的冰山一角,科學家們在不斷地探尋新型二維晶體,想要全面涵蓋所有二維材料幾乎是不可能的。本節僅簡單介紹石墨烯之外的單質二維晶體,包括硅烯、黑磷烯、硼烯(borophene)等。
與石墨烯的平面蜂窩狀結構不同,硅烯是一種具有低度翹曲(low-buckled)的類蜂窩狀結構[55],如圖1.8(a)所示。硅六元環中間隔的三個原子向上翹曲,結構的對稱性由D6h變為D3d。此外,鍺烯[23]、錫烯(stanene)[56]、砷烯(arsenene)[57]、銻烯(antimonene)[58]也具有相似的低度翹曲結構。

圖1.8 單質二維晶體原子結構示意圖
黑磷烯是一種高度翹曲的褶皺蜂窩狀結構,如圖1.8(b)所示,每個磷原子與相鄰的3個磷原子通過sp3雜化形成共價鍵[59]。黑磷烯是一種直接帶隙的p型半導體,具有高電子遷移率[24],在未來的半導體及光電領域有良好的應用前景。
硼烯是最近由美國阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)、紐約州立大學石溪分校(Stony Brook University)和美國西北大學(Northwestern University)聯合研究獲得的單原子厚的二維硼結構[60]。如圖1.8(c)所示,硼烯也呈蜂窩狀排列,由接近平面的B7簇組成,每個六邊形的頂部還有一個額外的硼原子。實驗觀測發現硼烯具有各向異性的電導性質和罕見的負泊松比現象[60]。