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科学家首次合出了六边形的食盐晶体

科学家们首次合出了六边形的盐晶体,对,就是那个氯化钠(NaCl)。你问味道怎么样?好吧,尽管可能不会出现在您的餐桌上,但这一科学成能够影响到从雷达设计到电动汽车的研发等方方面面。

科学家首次合出了六边形的食盐晶体

在最小的规模上,由于薄膜和金刚石基底之间的化学相互作用,研究人员能够在金刚石层的顶部形成一层六边形的盐薄膜——研究团队事先完成了理论预测与模拟,再经过实践确认。

这是一系列成果中最新的发现,科学家们已经能够合成具有异常晶体结构的2D材料,并且部分由于对二维结构的自我限制,使得结构非常新奇反自然。

“一开始,我们决定只对在不同基板上形成新的2D结构的情况进行一次计算研究,研究出发点基于以下假设:如果基板与NaCl薄膜发生强烈相互作用,则可以预期薄膜结构的重大变化。”俄罗斯斯科尔科沃科学技术研究所(Skoltech)的材料科学家Kseniya Tikhomirova说道。

“的确,我们获得了非常有趣的结果,计算结果显示,金刚石基底上可以形成六角形NaCl膜。所以我们决定进行实验。果然,合成了六角形NaCl,证明了我们的理论。”

首先,Tikhomirova和她的同事使用一种被称为USPEX的自定义算法,根据用于制造低能晶体的化学元素来预测低能晶体的结构。反过来,这导致了关于在金刚石层顶部形成NaCl结构的理论。

为了验证理论,他们设计出一系列高压实验,创建平均厚度仅为6纳米的六角形NaCl层,且通过X射线和电子衍射测量,反复确认了晶体的形状。

薄膜一旦变厚,它就会恢复为标准的立方盐结构,所以,如果您用它调味,它们又变回了通常的食盐,所以我们可能无法知道六边形盐的味道了。

材料科学家Alexander Kvashnin)表示:“这表明,这种看似经过充分研究的简单而通用的化合物隐藏了许多有趣的现象,尤其是在纳米尺度上。”

在金刚石场效应晶体管/FET中,新发现可能是最有价值的,它们可以部署在各种高功率电子设备中,包括电动汽车和电信设备。

FET当前依赖于六方氮化硼,但是六方NaCl可能会进一步提高FET的稳定性(并使它们适合更广泛的用途)。

但不仅仅是现实应用,在理论上还可以启发我们如何用其他种类的化合物形成异乎寻常的结构。

石墨烯仍然是2D材料的标准载体,可以显示出令人惊讶和有用的特性,但是很可能还有许多其他这样的材质。随着建模和分析方法的发展,六角盐仅仅是开始。

Kvashnin说:“我们的结果表明2D材料领域还很年轻,科学家们发现的具有引人注目特性的材料,只是冰山的一角。”

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