除了石墨烯，這些二維材料還可以改變世界

除了石墨烯，這些二維材料還可以改變世界

3D和3D是21世紀以來的熱門詞匯，如3D電影、3D打印等，在這些行業中，三維不僅意味著更好的視覺效果，而且意味著更高的技術水平。然而，對于某些領域，情況并非如此。

兩千多年前，哲學家們對物質的起源進行了熱烈的討論，原子論者認為物質最終會變得太小，無法在無限分裂后分離，所以他們稱組成物質為原子，意思是不可分割。

隨著時間的推移，雖然原子這個詞在現代仍被使用，但它的不可分割的含義早已存在。科學家們用物理學證明原子在過去的一百年中是可分離的。原子的定義成為化學性質的最小單位。

即使原子是可分離的，最大的原子仍然肉眼看不見。可以說，人們能看到的物質都是由三維原子堆組成的，如果我們能把原子放在一層上，那么這種材料就是二維材料。

經過對原子的一定認識，研究人員嘗試了各種形式的材料，從理論上證明了二維材料是最薄的材料，認為這種材料不會穩定存在，因此沒有人關心這種材料。

2004年石墨烯的發現徹底改變了人們的原有看法，由原子組成的二維材料已成功步入歷史舞臺，對石墨烯的興趣逐漸擴展到其他二維材料，越來越多的二維材料被發現和研究。

石墨烯是2004年第一個被分離出來的二維材料，它有許多第一個頭銜，是一種由碳原子組成的蜂窩結構的二維材料。與其他材料相比，它有很多優點，但最重要的是它引起了人們對二維材料發展的興趣。

石墨烯有許多令人驚訝的特點：在極低的溫度下，石墨烯中電子的運動速度比硅快100倍；它具有良好的導熱性；高的可見光透射率；高強度，是鋼的100倍；原子層只允許水分子通過。這一系列的特性都是有效的。使石墨烯在各個領域得到發展。

半導體制造商可以使用石墨烯覆蓋整個芯片并快速構建射頻晶體管，但是很難使用石墨烯來制作邏輯電路。因為硅和其他半導體材料的一個特點是它們有帶隙，并且它們的原子將電子結合在一起，直到它們接收到足夠的能量到M。在材料上自由移動。然而，石墨烯沒有帶隙，不能打開或關閉。但是也有一些方法可以誘導石墨烯產生帶隙，例如在石墨烯上疊加一層石墨烯，或者在材料上切割一條納米帶，這樣可以產生帶隙。然而，這些修改方法可以降低E的速度。石墨烯中的電子運動。

此外，石墨烯在超級電容器、海水過濾和透明電極方面也有潛在的應用前景。歐盟委員會宣布，今年年初將在石墨烯研發上投資10億歐元，同時國內石墨烯熱也在增加。

在膠帶剝離石墨烯的啟發下，研究人員還嘗試用膠帶剝離單層黑磷，在過去的14年中，一些研究人員改進了制造方法，采用液體剝離法提高了制備黑色磷化氫的收率。

由于黑磷帶隙的存在，在半導體領域表現出與石墨烯不同的性能，目前研究人員已經成功地用黑磷制作了晶體管、柔性電路和光電器件。通過與其它二維材料的結合，得到了較好的應用，黑磷在半導體領域的應用前景比石墨烯更加光明。

當然，黑磷不是完美的材料，因為黑磷會與空氣中的水發生反應。如果不進行處理，晶體管將因黑磷腐蝕而失效。

氮化硼的結構與石墨非常相似，所以它也被稱為白色石墨。石墨烯對人們探索制備氮化硼的方法也有一定的啟發。

二維氮化硼是由氮原子和硼原子交替組成的平面結構，其結構與石墨烯相似，是六邊形蜂窩狀平面，但與石墨烯不同，它是一種優良的絕緣體。

目前，研究人員已經將氮化硼和石墨烯交替疊放，形成復雜的電路，通過將不同的二維材料結合，成功地開發出更大的潛力，氮化硼在抗氧化涂層和超疏水應用方面也有很好的前景。

二硫化鉬也是一種非常流行的二維材料。與石墨烯和氮化硼不同，二硫化鉬有一個能帶隙，可以從邏輯上判斷。它是一種半導體材料。

二硫化鉬的帶隙為自帶，但二硫化鉬的帶隙與硅的帶隙不同。二硫化鉬是一個直接帶隙

二硫化鉬只是一種過渡金屬二硫化物，該族含有15種不同的過渡金屬和硫、硒、碲硫化物化合物，目前對同一族的研究很少。

然而，二硫化鉬的電子輸運速率比石墨烯低，由于材料結構的關系，當電子在內部運動時，會被平面上的金屬原子炸毀，從而在一定程度上影響遷移速率，因此研究人員將鉬結合起來更為普遍。用石墨烯剝蝕二硫化物。

二硫化鉬由于其自身的帶隙特性，在太陽能電池和光伏領域具有廣闊的應用前景，有望改變光敏器件的未來。

硅和鍺也是潛在的二維材料，芯片制造商更喜歡使用這種熟悉的半導體來制造芯片。由于合成難度大，這兩種材料在研究前已被合成。

與石墨烯不同，當這些原子形成二維材料時，材料的平面會發生不同程度的彎曲，這將影響整個平面電子的一致性，但由于它們也有帶隙，所以它們也是半導體材料。

通過不斷的探索，科學家們發現了越來越多的二維材料，它們有自己的特點——石墨烯的透射率、二硫化鉬的直接帶隙、氮化硼的絕緣以及黑色磷化氫的半導體特性，這些特性使二維材料成為可能。在不同的領域發揮各自的優勢，但這些材料也面臨著同樣的困境。

材料從實驗室到生命周期都需要很長的時間，如何穩定生產，如何控制好材料的質量，如何生產出質量相同的產品，都是材料在實際應用中面臨的問題。

然而，越來越多的實驗室開始研究二維材料的新領域，每年都有越來越多的二維材料被發現和研究。

黑磷是最有潛力的一種。研究人員在幾年內開發了黑磷晶體管，雖然性能不理想，但毫無疑問，黑磷的潛力不低于石墨烯的潛力，在下一篇文章中，我將繼續介紹什么是二維材料黑磷。

**本文作者趙蓋子做了文章的第一個標題，微信公眾信號艾倫重力-不僅僅是石墨烯，艾倫重力致力于發現世界范圍內的新材料趨勢。關于復制，請聯系microsignal t2ipo001并保存此信息。沒有此信息的復制將以o侵權投訴。

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