新方法将三维材料转化为具有良好性能的稳定层状薄膜

一个研究小组发现了一种将具有三维原子结构的材料转化为近二维结构的方法，这对控制其在化学、量子和半导体应用领域的特性来说是一个有希望的进步。

材料化学领域试图从原子水平上了解构成世界的物质，以及如何有意设计和制造它们。

这一领域普遍存在的挑战是精确控制化学反应条件以改变材料的晶体结构(即原子在空间中的相对排列方式)。控制这种结构对于获得产生独特行为的特定原子排列至关重要。这一过程会产生具有实际应用所需特性的新料。

由美国国家可再生能源实验室(NREL)牵头，在科罗拉多矿业学院(Mines)、美国国家标准与技术研究所和阿贡国家实验室的协助下，一个研究小组发现了一种将材料从高能(或亚稳态)转化为低能稳定态的方法，同时注入有序、近乎二维的原子排列——这一壮举有可能释放出有希望的材料特性。

研究人员在《自然合成》杂志上发表了题为“稳定层状氮化物薄膜的合成途径”的论文。

“寻找方法来生产具有分层、近乎二维结构的稳定薄膜的一个令人信服的理由是，其中许多薄膜具有不寻常的化学、半导体或量子特性。这是因为这种二维材料中的电子只与侧面的其他电子相互作用，而不是上方或下方的电子，”合成了这些材料并领导这项研究的 NREL 高级物理研究员 Andriy Zakutayev 说。

“这些二维特性可能对实际应用有希望，例如用于生产氢的电催化剂、节能电子设备或用于量子计算的超导量子比特。”

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