在晶体中,面是指由不同原子排列组成的平面。在自然界中,晶体由于具有多面体而往往形成多面体形状,而在晶体中实现单面体非常具有挑战性。尽管如此,在《先进粉末材料》杂志上发表的一项研究中 ,来自中国的一组研究人员概述了一种新的合成方法,可以合成具有原子厚度的大面积二维材料,同时暴露单面。
“暴露的面至关重要,因为它决定了二维材料的表面结构和性能,”该研究的第一作者、清华大学深圳国际研究生院水木学者王经伟解释道。“此前,大多数研究人员采用湿化学方法合成具有特定晶面的纳米粒子。然而,这些样品表面积小、质量低,并且存在多个晶面,不适合研究某一晶面的相同性质。 ”
该研究的多学科科学家团队发现,使用三重对称生长基材(例如云母)可以产生具有(111)面的二维MnSe晶体。相反,在 MgO (100) 等二重对称衬底上,可以生长具有 (100) 面的 2D MnSe 晶体。这些二维MnSe薄片不仅具有大面积的单面表面,而且还具有高结晶度和有序的畴取向。他们进一步证明这些样品是研究晶面相关特性(例如电催化)的理想候选样品。
“到目前为止,揭示晶面和性能之间的关系具有挑战性,因为纳米材料通常会暴露出多个晶面。我们的方法表明,可以在特定生长基底上的原子薄二维材料中控制单晶面。” 该研究的通讯作者 Bilu Liu 说。“我们希望我们的结果能够鼓励科学家继续研究二维材料的面工程,以获得所需的性能和应用。”