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俄罗斯斯科尔科沃科学技术学院（Skoltech）和MIPT的科学家们预测并在实验中证实了在金刚石表面上存在奇特的六边形NaCl薄膜。这些薄膜可能会被用作电动汽车和电信设备中场效应晶体管的栅极电介质。这项研究在俄罗斯科学基金会的支持下，发表在《TheJournalofPhysicalChemistryLetters》杂志上。
随着诺贝尔奖获得者AndreGeim和KonstantinNovoselov于年通过实验制备了著名的二维碳—石墨烯，并对其进行了表征，科学家们开始研究其他具有类似特性的二维材料，包括硅、锡和硼的单层，以及MoS2、CuO和其他化合物的2-D层。
Skoltech的博士生KseniyaTikhomirova、AlexanderKvashnin博士、Skoltech和MIPT的ArtemR.Oganov教授以及他们的同事们在对NaCl薄膜的早期研究基础上，假设在金刚石表面存在着一种不寻常的纳米级六边形NaCl薄膜。
“最初，我们决定只对不同基底上新的二维结构的形成进行计算研究，其驱动因素是假设，如果基底与NaCl薄膜发生强烈的相互作用，则可以预期薄膜的结构会发生重大变化。事实上，我们获得了非常有趣的结果，并预测了在金刚石基质上形成六边形NaCl薄膜，并决定进行实验。”论文第一作者KseniyaTikhomirova说：“多亏了进行实验的同事们，我们合成了这种六边形NaCl，证明了我们的理论。”
研究人员首先利用Oganov和他的学生们开发的USPEX演化算法，仅根据所涉及的化学元素，预测出能量最低的结构。在预测出六边形NaCl薄膜后，他们通过X射线衍射和SAED（选区电子衍射）测量，进行实验合成和表征，证实了六边形NaCl薄膜的存在。该NaCl薄膜的平均厚度约为6纳米，较厚的薄膜会从六边形还原成立方体结构，就是我们所知道的食盐。
科学家们认为，由于与金刚石基体的强结合力和宽带隙，六边形NaCl可以作为栅极介电体在金刚石场效应晶体管中发挥良好的作用，在电动汽车、雷达和电信设备中显示出应用潜力。现在，这些场效应晶体管通常使用六方氮化硼，它具有类似的带隙，但与衬底的结合力要弱得多。
“我们的研究始于年，当时我们描述了立方体NaCl薄膜可以被分割成六边形石墨烯状层的方式，这表明，这种看似简单而普通的化合物，看似研究得很好，却隐藏着许多有趣的现象，尤其是在纳米级的材料中。”Skoltech的高级科学家AlexanderKvashnin指出：这项工作是我们朝着寻找像NaCl这样的新材料的方向迈出的第一步，但具有更好的稳定性（溶解度更低、热稳定性更高等），可以有效地应用于电子领域的许多应用。
这项工作使我们更接近于了解如何利用衬底来控制二维材料的外观，进而控制其性能。这项研究也为更多的二维材料在电子领域和其他领域的潜在应用打开了大门。
论文标题为《ExoticTwo-DimensionalStructure:TheFirstCaseofHexagonalNaCl》。
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