二維(2D)材料由于其原子級超薄結(jié)構(gòu)而表現(xiàn)出特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)。然而，制造由單元素金屬原子組成的二維材料仍然具有挑戰(zhàn)性。

     近日，浙江大學(xué)張澤院士、王江偉研究員課題組聯(lián)合美國佐治亞理工大學(xué)Ting Zhu教授、中科院金屬所杜奎研究員等人報道了一種通過原位透射電子顯微鏡對金薄膜進行加工并制備獨立二維金(Au)膜的技術(shù)。在平面內(nèi)拉伸應(yīng)變作用下，Au薄膜的局部區(qū)域內(nèi)形成了大面積的減薄變形，從而在Au膜基體的包圍下形成獨立的二維結(jié)構(gòu)。該二維薄膜為單原子厚度，具有簡單的六方晶格，與薄膜矩陣的面心立方晶格形成原子尖界面。表面原子的擴散輸運與界面位錯的動態(tài)演化在機械減薄過程中對二維Au膜的形成起著重要作用。這些結(jié)果證明了一種自上而下的方法來生產(chǎn)獨立的2D薄膜，并提供了一種對金屬薄膜機械減薄至單原子層厚度的可行方案。相關(guān)研究成果以"Free-Standing Two-Dimensional Gold Membranes Produced by Extreme Mechanical Thinning"發(fā)表在《ACS Nano》上。

原文鏈接：https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c06697

圖：實驗方法

     研究人員利用PicoFemto?原位TEM-STM電學(xué)樣品桿搭建了金薄膜機械減薄的實驗環(huán)境。金棒被分別固定在樣品桿的固定端和三維操縱端，接觸后通過施加電壓實現(xiàn)焊接。接著，樣品桿通過亞納米級精度的力學(xué)加載，逐漸拉伸出金二維結(jié)構(gòu)。

圖：電鏡表征

圖：本項研究中使用的PicoFemto?原位TEM-STM樣品桿