1、硅烯的发现与物性研究
发布时间：2020-09-11
信息来源：北京市科学技术委员会网站
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发布时间：2020-09-11
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由中国科学院物理研究所完成
该成果属于表面与界面物理学领域，成果对硅烯进行了开创性和系统性的实验研究，取得了一系列重要研究成果。主要科学发现如下：
1.通过精确的分子束外延控制，实现了硅原子在衬底上的二维化生长，得到了单层硅烯薄膜，这是国际上首次在实验上真正生长出单层硅烯。硅烯的成功制备为未来的深入研究奠定了基础，国际上开始了单元素二维材料的研究热潮，展现出了二维材料在未来基础和应用研究中的重要前景。
2.利用界面作用调控硅烯的结构，获得了独特的超结构，并发现其在低温下表现出奇特的结构相变。这一独特的超结构不但保持自由状态下的狄拉克电子特性，并且在狄拉克点打开能隙，展示了硅烯翘曲结构的易调控性，表明硅烯在可调控性方面大大优于石墨烯，对硅烯的应用具有重要的推动作用。
3.在实验上观察到了硅烯存在线性动量能量色散，发现了硅烯中的准粒子存在背散射抑制，证实了准粒子存在贋自旋。首次在世界上成功验证硅烯的狄拉克电子特性，支持了理论预言硅烯有着与石墨烯相似的电子态，展示了硅烯与石墨烯有着相同的应用前景。此外，发现了硅烯在低温下出现巨大能隙、六角弯曲的能带结构等现象，表明硅烯有着自身独特的电子特性，有可能在新奇量子现象的探索研究中存在用武之地，开拓了硅烯新的应用领域。
4.利用分子束外延技术的精准控制，实现了硅烯的整体氢化，并得到长程有序的氢化结构。证实了硅烯独特的翘曲结构，并展示了化学吸附对硅烯翘曲结构的有效调控，提供了一种可以有效调控硅烯电子特性的方法，显示了硅烯的优越性。
该研究结果被Nature(China)等知名科学媒体作为亮点工作报道，6篇代表性论文被引用超过了1400次。
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