رتبت ذرات السيليكون Silylene في انفتال هيكل العسل. والجرافين بسبب هندسة مماثلة لها، وجدت من حسابات silylenoids هيكل عصابة من الجرافين، وما شابه ذلك، هناك ديراك زاوية مخروط قمة (K نقطة) من منطقة Brillouin وناقلات هي عديمة الكتلة والفرميونات ديراك. منذ ذرات السيليكون أثقل من ذرات الكربون، والسيليكون alkenyl وجود أقوى تدور في المدار اقتران التفاعل، النظرية تتنبأ أنه من الممكن لمراقبة تأثير هول الكمي والكم تدور الشاذة تأثير هول في ألكين السيليكون. وجد الحسابات النظرية أيضا أنه من خلال تطبيق حقل كهربائي أو ذرة امتصاص الفلزات القلوية، وما إلى ذلك، يمكن تعديل في وجهة فجوة الطاقة من السيليكون alkenyl حجم ديراك. ومع ذلك، لأن طبيعة الكيميائية من أكثر نشاطا، يتأكسد alkenyl السيليكون في القطب الهواء بسهولة. L. تاو وآخرون، 2015، أول الإعداد الناجح للجهاز alkenyl السيليكون الترانزستور وقياس التنقل الناقل من السيليكون الشم، ومع ذلك، منذ السيليكون ethylenically عدم الاستقرار في الهواء، جهاز إعدادها نجا دقيقتين فقط . من ناحية أخرى، يكون heterostructure alkylene التنبؤات النظرية القائمة على السيليكون أيضا الخصائص الفيزيائية والكيميائية ممتازة، ولكن منذ طبقة السيليكون الجرافيت مثل المواد غير موجود في الطبيعة، ولا يمكن الحصول على silyl إنول التقليدي وضع الإفراج الميكانيكية، سوف تعتمد على هندسة مغاير alkylene لا السيليكون عن طريق وضع التقليدي "مكدسة" من إعداد. silylenoids ذلك، وكيفية إعداد Silylene مستقرة وheterostructures ثنائية الأبعاد تستند تواجه حاليا تحديات هائلة في التجربة.
في السنوات الأخيرة، والأكاديمية الصينية للعلوم في معهد مركز الفيزياء / فيزياء المواد المكثفة القومي للبحوث لبكين لإجراء البحوث في إعداد نانو الجرافين ومواد الكريستال الذرية الجرافين الأبعاد، الخصائص الفيزيائية وتطبيق الفيزياء والأجهزة الأساسية مثل فريق المختبر عالية هونغ جون، وجعل سلسلة الرتب طليعة البحوث الدولية. في السنوات العشر الماضية، فإنها تستخدم طريقة الشعاع الجزيئي الفوقي النمو، 1) إعداد مساحة كبيرة، وجودة عالية الجرافين ومواد الكريستال الذرية الجرافين الأبعاد، مثل: الجرافين الفوقي ، Silylene ، Germylene ، الهافنيوم إيني ثنائي سيلينيت والنحاس والسيلينيوم والكريستال الذري البلاتين الأبعاد ومثل؛ 2) لتحقيق عدد وافر من عنصر مقحم عناصر الجرافين (3)؛) عن آلية عالمية موسط على سطح أحادية طبقة الجرافين وهلم جرا. هذه السلسلة من العمل وضعت الأساس لاستكشاف مواد جديدة وبناء heterostructure المادي ثنائي الأبعاد ثنائي الأبعاد.
في الآونة الأخيرة، وفريق من لي أكثر من ذلك، تشانغ لي تشي (شارك في أول الكتاب)، ودو Shixuan (مؤلف مشارك)، وما إلى ذلك تجارب STM والحسابات النظرية جنبا إلى جنب السيليكون إيني وبناء طبقة واحدة heterostructures الجرافين "الحماية" حققت تقدما في مجال البحوث. أنها يتم إدراج طبقة الجرافين الأولى نمت على رو (0001) الركيزة، ذرة السيليكون وفي السيليكون في alkenyl أقل من أجل بناء. وفي الوقت نفسه، فهي، من خلال تحليل الصور مجهر مسح نفقي (STM) إعداد أنواع مختلفة من البنية النانوية السيليكون في الجرافين alkenyl والتحكم في كمية من السيليكون. بجرعة منخفضة، في الجزء العلوي من الخلد نمط الجرافين (ATOP) alkenyl السيليكون نانو شظية ترتيب دوري مجموعة من المنطقة هي الزخرفة ثنائية الأبعاد جديدة من المواد الجوهرية، في حين عند تناول جرعات أعلى، وإدراج سي تشكيل السيليكون أحادية إيني. سي في الجرعات العالية، وبين الجرافين والركيزة متعدد الطبقات يتكون من السيليكون إيني. هذه السلسلة من عملية أكدت مبادئ أول العمليات الحسابية. وheterostructures الجرافين / السيليكون مستعدة alkenyl التعرض أسبوعين في الهواء، وتبين عدم وجود ضرر يمكن ملاحظة، مشيرا إلى استقرارها الهواء جيدة. خصائص النقل العمودية heterostructures يحمل تأثير يعدل.
الأعمال ذات الصلة التي نشرت في "المواد المتقدمة" (المواد المتقدمة). وأيد هذا العمل من قبل العلوم والتكنولوجيا (2013CBA01600، 2016YFA020230، 2018FYA0305800)، بتمويل من المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (61390501، 61474141، 11604373)، والأكاديمية الصينية للعلوم.
الشكل 1 يتم تشكيل تخطيطيا في الجرافين / رو (0001) silyl هيكل إنول في الواجهة. في عملية الصلب، ترسب سي ذرات من الجرافين تدرج بين الركيزة ورو. عندما كمية ترسب صغيرة، ذرات سي لتشكيل Silylene الجرافين نانو ورقة العسل في منطقة الأرحاء فوق نمط (المنطقة التي أثيرت) نحو الانخفاض. مع زيادة كمية سي المودعة، هيكل مقحم تشكيل silyl إنول هيكل طبقة واحدة.
FIG 2. صورة STM ونظرية المحاكاة Silylene nanosheets مجموعة. (A) STM عرض الجرافين مورفولوجية / رو (0001) هيكل سي إقحام. مثال على صورة مكبرة من (أ). (B، C) والصور ذات الدقة الذرية من السيليكون والجرافين في -0.5 V و-0.1 V التحيز يتم الحصول عليها في نفس المنطقة. النموذج الهيكلي الذري و (د) أدناه المنطقة الجرافين شعرية الرحى فوق طبقة 26 موسط ذرات سي من ورقة silyl إنول. (E، F) على التوالي، (د)، وهذا نموذج في -0.5 فولت و-0.1 فولت من أول مبدأ حساب STM محاكاة صورة، لتكون متسقة مع الملاحظات التجريبية.
FIG 3. صورة STM والمحاكاة النظرية من طبقة واحدة من السيليكون إيني. (A) على الجرافين / heterostructures السيليكون نمت alkenyl STM الصور رو (0001) السطح. (B) في الطبقة السطحية من الجرافين شعرية الصور ذات الدقة الذرية. (C) (7 7) رو (0001) / (21 21) Silylene / (8 8) وجهة نظر العلوي من نموذج الجرافين heterostructure وعرض الجانب (أ superlattice الخلوية علامة الماس الحمراء ). (D) (ج) في تكوين المبادئ الأولى محاكاة الصور STM.
يتم احتساب 4. FIG الجرافين / السيليكون heterostructure alkenyl الإلكترون توطين وظيفة (ELF)، وخصائص النقل. (A، B) الركيزة السيليكون وطبقة واحدة من السيليكون نانو alkenyl الشخصي alkenyl في الطائرة من السيليكون ذرة وظيفة توطين الإلكترون (ELF). ج) heterostructures متداولة عمودي، ويقاس على 105 K الجرافين / Silylene / الروثينيوم - يظهر منحنى الجهد سلوك المقوم شوتكي نموذجي. وهو أيضا مثال التخطيطي هيكل الجهاز والقياس. FIG سجل د) voltammogram. كان معامل المثالية التي تناسب نموذج Schockley الحصول على 1.5.
