Для установки нажмите кнопочку Установить расширение. И это всё.

Исходный код расширения WIKI 2 регулярно проверяется специалистами Mozilla Foundation, Google и Apple. Вы также можете это сделать в любой момент.

4,5
Келли Слэйтон
Мои поздравления с отличным проектом... что за великолепная идея!
Александр Григорьевский
Я использую WIKI 2 каждый день
и почти забыл как выглядит оригинальная Википедия.
Статистика
На русском, статей
Улучшено за 24 ч.
Добавлено за 24 ч.
Альтернативы
Недавние
Show all languages
Что мы делаем. Каждая страница проходит через несколько сотен совершенствующих техник. Совершенно та же Википедия. Только лучше.
.
Лео
Ньютон
Яркие
Мягкие

Из Википедии — свободной энциклопедии

Двумерный кристалл — плоский кристалл, обладающий трансляционной симметрией только по двум направлениям. Толщина кристалла много меньше его характерных размеров в плоскости. Из-за малой толщины и, соответственно, больших механических напряжений двумерные кристаллы очень легко разрушаются, поэтому они располагаются обычно на поверхности объёмных материалов или плавают в растворах, при этом в последнем случае размеры кристаллов составляют порядка 1 микрона. Двумерные кристаллы обладают зонной структурой, поэтому говорят об их металлических, полупроводниковых и диэлектрических свойствах. Исследователи ограничивают количество двумерных кристаллов цифрой 500[1].

Стабильность двумерных кристаллов

Ещё в 1930-е годы Ландау и Пайерлс показали, что кристалл в двух измерениях непременно будет разрушаться тепловыми флуктуациями положений атомов в решётке. Это утверждение соответствовало экспериментальным данным на протяжении десятков лет.

Тем не менее, несмотря на собственную двумерность, двумерные кристаллы всё же находятся в трёхмерном пространстве, и взаимодействие поперечных деформаций с деформациями в плоскости приводит к термодинамической стабильности.[2] Если плёнка будет чуть-чуть деформирована, например содержать рябь, бугорки нанометрового размера, то такая структура может существовать без контакта с подложкой. Возможность такого эффекта была предсказана раньше, но вопрос о фактическом существовании изолированных двумерных кристаллов оставался открытым до экспериментов группы Гейма и Новосёлова в 2004 году.

Поперечный размер бугорков в графене составляет около 10 нм, высота — менее нанометра.[3]

Методы получения

Первым из двумерных кристаллов был исследован графен[4]. Его получали методом механического расщепления объёмного кристалла графита. Этот метод оказался удобен для получения других двумерных кристаллов из слоистых материалов[5]. Другой двумерный кристалл фосфорен, составленный из фосфора, был получен аналогично.

К настоящему времени разработаны различные физические и химические методы получения графена и других двумерных кристаллов, основной из которых — химическое осаждение из газовой фазы (CVD), позволяющее получать кристаллы хорошего качества сравнительно дёшево. CVD позволяет получить двумерные монокристаллы сантиметровых размеров[6].

Примеры двумерных кристаллов

Среди двумерных кристаллов можно выделить большой класс слоистых материалов, составленных из халькогенидов (S, Se, Te) и переходных металлов (Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Pd, Pt) по формуле MeX2[7][8].

Двумерные кристаллы
Элемент Соединение Источник
5
B
Бор
h-BN
борофены
[9][10]
6
C
Углерод
Графен, Графин [11][12]
14
Si
Кремний
Силицен [13]
15
P
Фосфор
Фосфорен [13]
22
Ti
Титан
TiS2, TiSe2, TiTe2 [9]
23
V
Ванадий
VS2, VSe2, VTe2, VCl2, VBr2, VI2 [9]
24
Cr
Хром
CrS2, CrSe2, CrTe2 [9]
39
Y
Иттрий
YN<sub>2</sub>
32
Ge
Германий
Германен [14]
40
Zr
Цирконий
ZrS2, ZrSe2, ZrTe2, ZrN<sub>2</sub> [9][15]
41
Nb
Ниобий
NbS2, NbSe2, NbTe2 [9]
42
Mo
Молибден
MoS2, MoSe2, MoTe2, MoN<sub>2</sub> [9][15]
43
Tc
Технеций
TcN<sub>2</sub> [15]
46
Pd
Палладий
PdS2, PdSe2, PdTe2 [9]
50
Sn
Олово
Станен [13]
51
Sb
Сурьма
Антимонен [16][17]
72
Hf
Гафний
HfS2, HfSe2, HfTe2 [9]
73
Ta
Тантал
TaS2, TaSe2, TaTe2 [9]
74
W
Вольфрам
WS2, WSe2, WTe2 [9]
78
Pt
Платина
PtS2, PtSe2, PtTe2 [9]

Существуют и органические двумерные кристаллы, такие как (BEDT-TTF)2X.

См. также

Примечания

  1. Gibney, Elizabeth. The super materials that could trump graphene, Nature, Nature (17 июня 2015). Дата обращения 1 ноября 2015.
  2. J. C. Meyer, A. K. Geim, M. I. Katsnelson, K. S. Novoselov, T. J. Booth, S. Roth. The structure of suspended graphene sheets // Nature. — 2007. — Vol. 446. — P. 60-63. — doi:10.1038/nature05545.
  3. Путешествие по Флатландии
  4. K. S. Novoselov et al. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films // Science. — 2004. — Vol. 306, no. 5696. — P. 666-669. — doi:10.1126/science.1102896.
  5. K. S. Novoselov et al. Two-dimensional atomic crystals // PNAS. — 2005. — Vol. 102, no. 30. — P. 10451–10453. — doi:10.1073/pnas.0502848102.
  6. J.-H. Lee et al. Wafer-Scale Growth of Single-Crystal Monolayer Graphene on Reusable Hydrogen-Terminated Germanium // Science. — 2014. — Vol. 344, no. 6181. — P. 286-289. — doi:10.1126/science.1252268.
  7. Lebègue S., Björkman T., Klintenberg M., Nieminen R. M., and Eriksson O. Two-Dimensional Materials from Data Filtering and Ab Initio Calculations // Phys. Rev. X. — 2013. — Т. 3. — С. 031002. — doi:10.1103/PhysRevX.3.031002.
  8. Калихман В. Л., Уманский Я. С. Халькогениды переходных металлов со слоистой структурой и особенности заполнения их бриллюэновой зоны // УФН. — 1972. — Т. 108. — С. 503–528. — doi:10.3367/UFNr.0108.197211d.0503.
  9. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Lebegue, 2013.
  10. Baojie Feng, Jin Zhang, Qing Zhong, Wenbin Li, Shuai Li, Hui Li, Peng Cheng, Sheng Meng, Lan Chen & Kehui Wu. Experimental realization of two-dimensional boron sheets // Nature Chemistry. — 2016. — Vol. 8. — P. 563–568. — doi:10.1038/nchem.2491.
  11. Balendhran S., Walia S., Nili H., Sriram S. and Bhaskaran M. Elemental Analogues of Graphene: Silicene, Germanene, Stanene, and Phosphorene // Small. — 2015. — Т. 11. — С. 640-652. — doi:10.1002/smll.201402041.
  12. Xin Gao, Huibiao Liu, Dan Wang, Jin Zhang. Graphdiyne: synthesis, properties, and applications (англ.) // Chemical Society Reviews. — 2019. — Vol. 48, iss. 3. — P. 908–936. — ISSN 1460-4744 0306-0012, 1460-4744. — doi:10.1039/C8CS00773J.
  13. 1 2 3 Balendhran, 2015.
  14. Wu F., Huang C., Wu H., Lee C., Deng K., Kan E., and Jena P. Atomically Thin Transition-Metal Dinitrides: High-Temperature Ferromagnetism and Half-Metallicity // Nano Lett.. — 2015. — Т. 15. — С. 8277–8281. — doi:10.1021/acs.nanolett.5b03835.
  15. 1 2 3 Wu, 2015.
  16. Pablo Ares, Juan José Palacios, Gonzalo Abellán, Julio Gómez-Herrero, and Félix Zamora. Recent Progress on Antimonene: A New Bidimensional Material // Adv. Mater. — 2017. — P. 1703771. — doi:10.1002/adma.201703771.
  17. Т. В. Куликова, Л. А. Битюцкая, А. В. Тучин, А. А. Аверин. Формирование аллотропной наномодификации Sb — мультиантимонена при спонтанной кристаллизации расплава // Перспективные материалы. — 2017. — № 3. — С. 5 – 13.
Эта страница в последний раз была отредактирована 10 января 2020 в 11:35.
Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License. Нетекстовые медиаданные доступны под собственными лицензиями. Wikipedia® — зарегистрированный товарный знак организации Wikimedia Foundation, Inc. WIKI 2 является независимой компанией и не аффилирована с Фондом Викимедиа (Wikimedia Foundation).