科學家們展示了一種可在原子層面無縫縫合兩塊晶體的技術，該技術可用來制造原子層級別厚度的織物。（兩種材料的接縫處越光滑，電子流通就會更加順暢，這對實現電子設備功能是至關重要的）
芝加哥大學的科學家們展示了一種可以在原子層上無縫地縫合兩塊晶體的技術，利用該技術可制造出原子級別的超薄織物。圖片來源：Courtesy Park
加入不同種類的材料可帶來許多突破性進展。這項基本技術使得人類可以建造一切，從摩天大樓(使用鋼筋加固混凝土)到太陽能電池（通過材料分層來促進電子運動）。
在電子學中，加入不同的材料會產生異質結——這是太陽能電池、發光二極管或計算機芯片中最基本的組成部分。兩種材料之間的接縫越平滑，電子就越容易流過。這對于實現電子設備的功能十分重要。但是它們是由原子結晶性晶格組合在一起，這使它們原子間距差異較大，因此它們很難被緊密結合在一起。
芝加哥大學和康奈爾大學的科學家們3月8日在科學雜志發表的一項研究中，揭示了一種可以在原子水平“縫合”兩塊晶體從而制造出原子級別超薄織物的技術。
這個團隊試圖通過縫合不同織物（三個原子層晶格厚度）來達到該目的。分子工程研究所和該研究的主要作者，同時也是James Franck研究所化學教授——Jiwoong Park說：“通常這些織物結構是在不同嚴格條件下分期生長的，先生長一層材料，然后停止生長，最后改變條件又開始重新生長另外一種材料。”
與之相反的是，他們發展出一種新的方法，通過該方法尋找到了在同一種環境下兩種材料都能生長的完美窗口，因此它們可以在單一條件下得到完整的晶體。
Park說，由此產生的單層材料是有史以來最完美的結合。這種較為溫和的過渡說明了在兩個晶格相交的點上，當兩個晶格相遇時，一個晶格會向另外一個晶格延伸或生長而不會留下空洞或缺陷。
事實上，當他們使用掃描電子顯微鏡近距離觀察時，發現原子結合地如此緊密，兩種材料中較大的一種圍繞著連接處褶皺了一點。
他們決定在最廣泛使用的電子設備——二極管中測試其性能。兩種不同的材料被連接起來，電子被認為可通過一種方式穿過“織物”，而不是出現兩種不同的穿過方式。
二極管亮了！該論文第一作者Saien Xie（同時也是一名研究生）說：“三原子層厚度的LED燈亮起的時候是十分令人激動的，我們看到了這類材料被人熟知的卓越性能。”
這一發現為電子產品帶來了一些有趣的想法。像LED這樣的器件，目前被堆疊成3D和2D版本，并且通常在堅硬的表面上。但Park說這種新技術可以開辟新的結構，如可以水平和橫向工作的柔性LED或原子級別厚度的2D電路。
他還指出，由于量子力學效應，拉伸和壓縮改變了光學特性——晶體顏色。這表明，光傳感器和發光二極管有可能轉換不同的顏色，例如，應變感應織物在拉伸時會改變顏色。
Park說：“這些都是未知的，我們甚至不知道它所擁有的所有可能性，即使在兩年前，這也是不可想象的。”
文章來自sciencedaily網站
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