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二维晶体

物理学专有名词

最近英国和俄国的物理学家合作开发出了一种制作二维原子晶体的标准技术，所谓二维原子晶体是指这种晶体仅一个原子那么厚。

基本定义
这种晶体从本质上来讲更象上一种巨大的二维分子，英国曼彻斯特大学的Andre Geim与来自英国和俄国一所微电子技术学院的合作者共同开发了这一技术。这个技术听起来很简单，用一个新鲜的有层状结构的晶体在另外一个面上摩擦即可得到这种二维结构，就象用粉笔在黑板上写那样。然后用微机械装置剥离后得到的薄片中就存在着这种令人惊奇的二维晶体，这种晶体性质稳定可以用来制造晶体管和传感器。（来源：Proc.Natl.Acad.Sci）
实例发现
Geim和他的同事们最初在一块较厚的石墨上剥离单层石墨（grahpene）。他们用到了光束、电子束和原子力显微镜来分离这种只有一个原子厚的世界上最薄的薄膜。他们还用平版印刷术做过尝试。直到他们找到了这种简单而有效的方法，他们还发现这一技术对几乎所有的具有片层状结构的材料都一样适用，因为将每个原子层结合起来的作用力非常微弱。例如他们用这种方法得到了氮化硼和几种二硫化物还有各种复杂氧化物的二维晶体。他们还发现，这些二维晶体的性质都相当稳定，在室温下保存了数个星期之久后，其结构和电性质都没有发生改变。
论文的第一作者Kostya Novoselov说：“数年前人们还在讨论二维材料存在的可能性，而今我们制出了稳定的样本，而且用研究分析了它们的电学、光学和机械特性。我们认为它可以算是不同与金属、半导体、绝缘体之外的崭新的一类材料。研究这类物质是一件令人兴奋的工作，我们对这种二维材料的所有性质都很感兴趣。”这一发现还使有关二维材料的理论模型得以检验。这种材料的主要应用包括：制造场效应管、高敏气体传感器、机电设备和平移马达等。
2023年，奥地利科学家将105个带电钙原子冷却到极低温度，使其排列成二维晶体，得到了迄今最大的同类二维晶体。
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