从三维到二维，材料物理特性会巨变
“人类过去4000年的发展，从瓷器时代到青铜时代再到铁器时代，每个时代都有一种代表性材料。我们现在生活在塑料与硅的时代，这也是今天人类文明的代表性材料。下一步是什么呢？”在近日举行的2019中国科幻大会“科技与未来”专题论坛上，2010年诺贝尔物理学奖得主、英国曼彻斯特大学物理学教授安德烈·海姆问道。而他自己给出的答案是：二维材料。 已知的二维材料有成百上千种 2004年，凭借粘在胶带上的石墨残片，安德烈·海姆和他的博士后康斯坦丁·诺沃索洛夫分离出如今知名度最高的二维材料——石墨烯，并因此获得2010年诺贝尔奖。 石墨是三维的，而石墨烯仅由一层碳原子构成，因此就成了二维材料。安德烈·海姆介绍，石墨烯具备一系列卓越的性能：你能想象到的最薄的材料、比表面积最大的材料、目前已知最坚固的材料、延展性和柔韧性最强的晶体、导热性打破已有纪录…… “这是材料的二维革命。”安德烈·海姆说，15年前，人们先验地认为这些材料是不可能存......阅读全文
二维材料首现奇异“多铁性”状态
美国麻省理工学院物理学家在单原子薄材料中发现了一种奇异的“多铁性”状态。他们的观察首次证实了多铁性可存在于完美的二维材料中。发表在最新一期《自然》杂志上的这一发现，为开发更小、更快、更高效的数据存储设备铺平了道路，这些设备由超薄的多铁性比特和其他新的纳米级结构组成。 研究作者、麻省理工学院物理
新方法助力二维半导体材料开发
中国科学院院士、北京科技大学教授张跃及北京科技大学教授张铮团队等提出了一种名为“二维Czochralski（2DCZ）”的方法，该方法能够在常压下快速生长出厘米级尺寸、无晶界的单晶二硫化钼晶畴，这些二硫化钼单晶展现出卓越的均匀性和高质量，具有极低的缺陷密度。1月10日，相关研究成果发表在《自然—材料
二维材料可在室温下保存量子信息
英国剑桥大学卡文迪许实验室科学家首次发现，层状二维材料六方氮化硼（hBN）中的“单原子缺陷”可以将量子信息在室温下保留几微秒。相关论文发表在《自然·材料》杂志上。这一发现意义重大，因为能够在环境条件（室温）下拥有量子性质的材料十分罕见，此次发现还凸显了二维材料在推进量子技术方面的潜力。 用共焦
二维拓扑材料内发现新奇电子效应
德国尤利希研究中心领导的一个国际研究团队在最新一期《自然·通讯》杂志上撰文指出，他们首次证明了在二维材料中存在一种奇异的电子态——费米弧，这为新型量子材料及其在新一代自旋电子学和量子计算中的潜在应用奠定了基础。 研究人员解释说，他们检测到的费米弧是费米面的一种特殊形式。费米面在凝聚态物理中用于
工业硅片上长出“完美”二维超薄材料
据发表在最新一期《自然》杂志上的论文，美国麻省理工学院工程师开发出一种“非外延单晶生长”方法，在工业硅晶圆上生长出纯净的、无缺陷的二维材料，以制造越来越小的晶体管。 根据摩尔定律，自20世纪60年代以来，微芯片上的晶体管数量每年都会翻一番。但这一趋势预计很快就会趋于平缓，因为用硅制成的器件一旦
新型二维晶体材料硅烯研究取得进展
寻找与硅基CMOS工艺兼容的新型电子学材料是凝聚态物理及其应用研究领域的主要任务之一。石墨烯作为由碳原子构成的二维原子晶体因具有优异的电学性质(特别是高载流子迁移率)，有望与硅基CMOS工艺兼容成为制造新一代的高性能电子学器件的新型二维材料。近年来, 中科院物理所/北京凝聚态物理国家实验室(
全球首个二维半金属材料获验证
两个原子厚的铁和钯层（左图，黄色/红色）：自旋分辨动量显微镜实验表明，只有具有特定自旋方向（红色/蓝色表示）的电子才能在所谓的费米面上找到，因此它们对电荷传输有积极贡献。图片来源：于利希研究中心德国于利希研究中心的研究人员研制出全球首个二维半金属材料并获实验证实，这是一种仅允许单一自旋方向（“自旋向
二维材料合成方法学新进展
在国家自然科学基金项目（批准号：21925110、21890751）等资助下，中国科学技术大学吴长征教授团队成功合成了一类二维材料AMX2纳米片（A=单价离子，M=三价离子，X=硫族元素）。该成果以“具有室温超离子导电行为的化学计量比二维非范德华力AgCrS2（Stoichiometric tw
扭一扭－二维材料变身人工量子平台
华盛顿2月26日电 一个国际研究小组在近日出版的《自然》杂志上发表论文称，他们开发出一种新系统，通过堆叠、扭曲两种二维材料，即可实现对单个激子的精确捕捉和操控。研究人员称，该研究成果为开发能精确监测激子的新型实验平台奠定了基础，有望推动量子新技术研发。 激子是与光子相互作用后产生的可移动的电
新型二维柔性电极材料研制成功
从中国科学院生物能源与过程研究所获悉，在中国科学院院士李玉良的指导下，青岛能源所黄长水研究员带领的碳基材料与能源应用研究组首次设计合成了氟取代的石墨炔二维碳材料，应用于锂离子电池负极，显示出优异的电化学储能性能。相关成果已在线发表于《能源与环境科学》上。 随着可穿戴智能设备以及可植入医疗器械
大连化物所发表二维材料催化研究综述文章
中国科学院大连化学物理研究所包信和团队在二维材料及其杂化结构的催化系列研究方面的工作受到了国际同行的广泛关注。近日，该研究团队的副研究员邓德会、研究员傅强和中科院院士包信和受邀与英国曼彻斯特大学诺贝尔物理奖得主康斯坦丁·诺沃肖洛夫、厦门大学教授田中群和郑南峰一起在Nature Nanotechn
量子自旋液体首次在准二维材料内“现形”
据英国剑桥大学官方网站消息，英美两国科学家首次在准二维材料α-氯化钌（α-RuCl3）内，观察到一种新量子物态——量子自旋液体的“蛛丝马迹”。研究人员表示，最新研究或有助于量子计算机的研制。 量子自旋液体是一种神秘的量子物质形态，由物理学家菲尔·安德森于1973年提出。科学家们认为，它隐藏在
中国科大在二维材料研究中取得系列进展
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室国际功能材料量子设计中心博士崔萍与校内外同行合作，揭示了过渡金属二硫族化合物锯齿型纳米条带边缘重构的普适性原子尺度机理；进一步，基于所发现的边缘重构模式的可调性，与实验结合首次实现了二硒化钼纳米条带自下而上的可控生长，并揭示了其微观机理。相关成果
化学所在二维材料自组装研究中取得进展
二维过渡金属二硫族化合物(TMDs)，由于量子限域效应，展示了许多与其块体材料不同的光、电、磁性质。具有本征带隙的二维TMDs，作为零带隙石墨烯材料的互补材料，为新型场效应晶体管与光电器件提供了新的可能。最近关注的焦点集中于它们本征的或者平面异质结结构的制备及其性质、应用的研究，尤其是在二维尺度
单层二维材料可批量制造超薄晶体管
一种叫做二硫化钼的二维新材料可以在硅衬底上长出单层薄膜，为柔性电子器件的生产开辟了条新路。 用仅有几个原子那么厚的薄膜做出微型、柔性的电路，一直是研究人员的梦想。然而，把这类二维薄膜生长到需要的规模，并生产出成批可靠的电子设备一直是个难题。 现在，材料科学家们已经找出一种方法，可以在直径10
二维材料中首次实现核自旋量子位控制
据15日发表在《自然·材料》上的论文，美国普渡大学的研究人员通过使用光子和电子自旋量子位来控制二维（2D）材料中的核自旋，实现了在2D材料中写入和读取带有核自旋的量子信息。他们用电子自旋量子位作为原子尺度的传感器，首次在超薄六方氮化硼中实现了对核自旋量子位的实验控制。该研究工作拓展了量子科学和技
等离子体在二维材料上有新“举动”
一个国际科研团队发现了等离子体在石墨烯等二维材料上移动的新行为。研究人员称，这有助于研发操控电磁系统以及测量操控结果的新方法。 据麻省理工学院官网报道，该团队发现，这些等离子体在宽约50纳米的二维材料“丝带”边缘上移动时，会兵分两路，向相反的方向行进。它们就像高速公路上的双行道一样，不需要强
二维范德华材料助力室温自旋逻辑研究获突破
近日，松山湖材料实验室自旋量子材料与器件课题组与北京大学、北京航空航天大学、华南师范大学和大湾区大学合作，在国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助下，在二维范德华材料助力室温自旋逻辑研究方面取得新突破。相关成果发表于《纳米快报》（Nano Letters）。近年来，依靠缩小器件尺寸和增大集成
热扫描探针光刻技术消除二维半导体材料
二维半导体材料，比如二硫化钼（MoS2），表现出了诸多新奇的特性，从而使其具有应用于新型电子器件领域的潜力。目前，研究人员常用电子束光刻的方法，在此类仅若干原子层厚的材料表面定域制备图形化电极，从而研究其电学特性。然而，采用此类方法常遇到的问题之一是二维半导体材料与金属电极之间为非欧姆接触，且
新型二维材料开发－或将改良石墨烯性质
石墨烯是一种前程远大的材料，但缺乏带隙限制了它的应用，尤其是在电子组件方面的应用。麻省理工学院与哈佛大学的研究人员开发出一种自组装的新型二维材料，其具备和石墨烯相似的性质，同时还具备天然带隙，可用于制造太阳能电池和晶体管。 该材料的化学式为Ni3(HITP)2，由镍和一种名为HITP的有机化合
二维材料层数相关的光学性质及厚度确定
二维材料的平面内化学键非常强，而两层以上二维材料的层间相互作用则非常弱，一般为范德瓦尔斯相互作用。这使得二维材料可以通过机械剥离方法从其相应体材料制备而成。多层二维材料可能有多种层间堆垛方式，例如石墨烯存在AB，ABC甚至转角的堆垛方式。二维材料按照晶格结果或堆垛方式又可以划分为各向同性（以
这种热门二维材料大于7种金属更好掺入
化学家们使一个热门二维材料——MXenes家族成员数量翻了一番，甚至创纪录地将9种金属嵌进单一材料中。这为设计大量奇怪但有用的物质打开了大门。相关研究近日发表于《科学》。 MXenes家族此前就备受关注，它们具有高导电性，有朝一日可应用于下一代电池和防电磁干扰的涂层。此外，这种材料可以分散于水
我国新型二维锗锡混合钙钛矿材料可提高光伏材料性能
近日，大连化物所复杂分子体系反应动力学研究组（1101组）韩克利研究员团队在二维非铅钙钛矿动力学机理研究方面取得新进展，相关工作发表在《物理化学快报杂志》（The Journal of Physical Chemistry Letters）上。 二维有机-无机钙钛矿材料具有较高的稳定性和独特的
宁波材料所合成半导体型类MXene二维过渡金属碳化物材料
随着柔性透明电子技术的兴起，二维半导体材料近年来备受关注，特别是直接带隙特性使得这些二维结构有望应用在光电子学领域。在过去十年里，研究者们已相继发展出MoS2和磷烯等典型的具有直接带隙的二维半导体材料。然而，MoS2的带隙是层数依赖性的，直接带隙仅能在单层结构中实现，而磷烯在空气环境中的化学性质
最大同类二维晶体出现，可用于研究量子材料
奥地利科学家近日发现了一种新的同类二维晶体，这一研究开辟了探索量子材料和构建量子计算机的新途径。研究结果已经发表在最新一期的《PRX量子》杂志上。据悉，奥地利科学家使用激光将105个带电钙原子冷却到了极低的温度，然后将它们挤压成了一个平板，并先后将其悬浮于一个离子陷阱中。研究人员使用推动力来探索钙原
院士专家研讨：神奇的二维材料能让世界怎么变
如果你的手机触屏是二维材料制作的，那你完全不用担心它会碎屏……如此神奇的二维材料，究竟是什么？它能带给世界怎样的改变？ 近日，“首届丝绸之路国际二维材料科技会议”在西北工业大学举办，国内外近百位院士、专家学者会聚一堂，共同研讨二维材料精彩无限的发展空间。 3D和三维一直是21世纪以来的
中国科大二维材料系列研究取得新进展
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室国际功能材料量子设计中心在二维材料系列研究中取得新进展，理论上预言了在GaN（001）衬底上可外延生长单层蓝磷，并提出非常规的“半层－半层”生长机制。该研究成果以Half Layer By Half Layer Growth of a Blue
上海光机所二维纳米光子学材料研究取得突破
近日，中科院上海光学精密机械研究所中科院强激光材料重点实验室王俊研究员及其合作者(强激光材料重点实验室张龙研究员、强场激光物理国家重点实验室赵全忠研究员，以及上海光机所中科院外国专家特聘研究员Werner Blau教授等)在国际学术期刊ACS Nano上发表题为Ultrafast Satur
院士专家研讨：神奇的二维材料能让世界怎么变
如果你的手机触屏是二维材料制作的，那你完全不用担心它会碎屏……如此神奇的二维材料，究竟是什么？它能带给世界怎样的改变？ 近日，“首届丝绸之路国际二维材料科技会议”在西北工业大学举办，国内外近百位院士、专家学者会聚一堂，共同研讨二维材料精彩无限的发展空间。 3D和三维一直是21世纪以来的
世界首台非硅二维材料计算机问世
硅在支撑智能手机、电脑、电动汽车等产品的半导体技术中一直占据着王者地位，但美国宾夕法尼亚州立大学领导的一个研究团队发现，“硅王”的统治地位可能正在受到挑战。该团队在最新一期《自然》杂志上发表了一项突破性成果：他们首次利用二维材料制造出一台能够执行简单操作的计算机。这项研究标志着向造出更薄、更快、更节