中國科學院化學研究所研究員鄭健團隊在常壓下通過簡單的反應條件，創(chuàng)制了一種新型碳同素異形體單晶——單層聚合C??，并于6月16日在國際學術期刊《自然》上發(fā)表了此項新成果。
這是一種全新的簇聚二維超結構，由C??簇籠在平面上通過碳碳鍵相互共價鍵合形成規(guī)則的拓撲結構。這種新型碳材料具有較高的結晶度、良好的熱力學穩(wěn)定性，并具有適度的禁帶寬度，為碳材料的研究提供了全新思路。
迄今為止，構筑二維材料的最小單元是單個原子，被稱為人造原子的納米團簇作為基本單元構筑更高級的二維拓撲結構一直未能實現(xiàn)。鄭健課題組歷時5年，利用摻雜聚合—剝離兩步法，成功制備了單層二維聚合C??單晶，獲得了確鑿的價鍵結構。結構表征顯示，其在平面內(nèi)連接形成了一種全新的二維拓撲超結構。單層聚合C??的帶隙約為1.6電子伏特，是典型的半導體，在光/電半導體器件中具有潛在應用價值。
碳材料一直被認為是一種未來材料，有材料學家認為人類社會將由現(xiàn)今的“硅基電子時代”邁入到未來的“碳基電子時代”。因此，研究新的二維碳同素異形體，特別是具有帶隙的新型結構，建立結構與物性之間的關聯(lián)，具有重要意義。
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