2D金属:原子レベルの製造技術で画期的成果(2D Metals: Chinese Scientists Achieve Breakthrough in Atomic Manufacturing)

ad

2025-03-13 中国科学院(CAS)

中国科学院物理研究所(IOP)の研究者たちは、原子レベルの製造技術「vdWスクイージング」を開発し、Å(オングストローム)レベルの極薄2D金属の製造に成功しました。 この手法では、純粋な金属を2枚の剛性のあるファンデルワールス(vdW)金床間で高圧下に挟み込むことで、原子レベルの薄さの金属を作製します。これにより、ビスマス(Bi、約6.3Å)、スズ(Sn、約5.8Å)、鉛(Pb、約7.5Å)、インジウム(In、約8.4Å)、ガリウム(Ga、約9.2Å)などの多様な2D金属の合成が可能となりました。
この技術により、2D金属の厚さを原子単位で制御することが可能となり、単層、二層、三層といった異なる層数の金属を作製できます。これにより、層数に依存する特性の解明や、新たな物理現象の探索が期待されます。さらに、この手法は2D金属合金やアモルファス、その他の非vdW化合物の製造にも応用可能であり、量子デバイスや電子・フォトニックデバイスの新たな展開が期待されています。

<関連情報>

オングストローム厚さ限界における2次元金属の実現 Realization of 2D metals at the ångström thickness limit

Jiaojiao Zhao,Lu Li,Peixuan Li,Liyan Dai,Jingwei Dong,Lanying Zhou,Yizhe Wang,Peihang Zhang,Kunshan Ji,Yangkun Zhang,Hua Yu,Zheng Wei,Jiawei Li,Xiuzhen Li,Zhiheng Huang,Boxin Wang,Jieying Liu,Yutong Chen,Xingchao Zhang,Shuopei Wang,Na Li,Wei Yang,Dongxia Shi,Jinbo Pan,… Guangyu Zhang
Nature  Published:12 March 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-025-08711-x

2D金属:原子レベルの製造技術で画期的成果(2D Metals: Chinese Scientists Achieve Breakthrough in Atomic Manufacturing)

Abstract

Two-dimensional (2D) metals are appealing for many emergent phenomena and have recently attracted research interests. Unlike the widely studied 2D van der Waals (vdW) layered materials, 2D metals are extremely challenging to achieve, because they are thermodynamically unstable. Here we develop a vdW squeezing method to realize diverse 2D metals (including Bi, Ga, In, Sn and Pb) at the ångström thickness limit. The achieved 2D metals are stabilized from a complete encapsulation between two MoS2 monolayers and present non-bonded interfaces, enabling access to their intrinsic properties. Transport and Raman measurements on monolayer Bi show excellent physical properties, for example, new phonon mode, enhanced electrical conductivity, notable field effect and large nonlinear Hall conductivity. Our work establishes an effective route for implementing 2D metals, alloys and other 2D non-vdW materials, potentially outlining a bright vision for a broad portfolio of emerging quantum, electronic and photonic devices.

0705金属加工
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました