硅奈米片是一種具有非凡光電特性的二維(2D)薄層，非常類似于石墨烯。 然而，它們的本質(zhì)并不穩(wěn)定...

　　德國(guó)慕尼黑理工大學(xué)(Technische Universitat Munchen；TUM)的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種復(fù)合材料，由硅奈米片和能夠抗紫外光且易于加工處理的聚合物組成。 這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)使硅奈米片更接近于工業(yè)化，可用于軟性顯示器面板或光傳感器等應(yīng)用。

　　硅的本質(zhì)類似于碳，它能形成僅一個(gè)原子層厚度的2D網(wǎng)絡(luò)。 如同石墨烯一樣，這些奈米片能顯示出優(yōu)異的光學(xué)特性。 理論上。 它可用于奈米電子應(yīng)用。 除了用于軟性顯示器面板或場(chǎng)效晶體管，這種材料還可作為鋰離子電池陽(yáng)極的備選方案。

　　TUM研究人員 Tobias Helbich說(shuō)：「硅奈米片特別令人感興趣，因?yàn)檎麄�(gè)信息技術(shù)都是以硅為基礎(chǔ)的。 對(duì)于工業(yè)應(yīng)用，它并不需要改用其他新的基礎(chǔ)材料，這和石墨烯的特性相反。 」然而，「這種奈米片相當(dāng)脆弱，而且在處于UV輻射下時(shí)又會(huì)迅速分解，因而明顯地限制其應(yīng)用。 」

　　Helbig與其他研究人員共同合作，第一次成功地將硅奈米片嵌入于聚合物中，從而保護(hù)其免于分解。 此一嵌入過(guò)程對(duì)于奈米片來(lái)兩倍的效果：它們可經(jīng)化學(xué)調(diào)整，同時(shí)防止氧化。 TUM的開發(fā)結(jié)果是首次以硅奈米片為基礎(chǔ)的復(fù)合材料。

　　Helbich解釋說(shuō)：「讓我們的奈米復(fù)合材料得以如此特別的原因在于它結(jié)合了兩種組件的正面特性。 聚合物矩陣吸收UV中的光、穩(wěn)定奈米片，并賦予材料聚合物的特性，同時(shí)保持奈米片的顯著光電性能。 」其靈活性以及抗外部影響的耐久性，使得新開發(fā)的材料符合工業(yè)加工的標(biāo)準(zhǔn)聚合物技術(shù)。 這讓實(shí)際的應(yīng)用不再遙不可及。

　　該復(fù)合材料特別適用于奈米電子學(xué)的新興與未來(lái)領(lǐng)域。 在此，諸如電路和晶體管等「經(jīng)典」電子組件可在小于100奈米的規(guī)模上實(shí)現(xiàn)，從而可實(shí)現(xiàn)全新的技術(shù)，例如用于更快的計(jì)算機(jī)處理器。

　　奈米復(fù)合材料的首次成功應(yīng)用是最近在ATUMS研究生課程中提出的：TUM奈米電子所Alina Lyuleeva和教授Paolo Lugli，以及他的同事Helbich和他的同事Bernard Rieger，連手成功打造了一款基于這些硅奈米片的光電偵測(cè)器。

　　為此，他們將嵌入硅奈米片的聚合物安裝在涂覆金觸點(diǎn)的二氧化硅表面上。 由于其尺寸極小，使得這種奈米電子偵測(cè)器可節(jié)省大量的空間和能量。

　　該研究是ATUMS研究生課程的一部份，其中齊集了德國(guó)和加拿大的化學(xué)、電子工程和物理學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家。 他們的目標(biāo)不只是在創(chuàng)造基于奈米粒子和聚合物材料的新功能，同時(shí)也計(jì)劃率先開發(fā)出首款應(yīng)用。 這項(xiàng)研究計(jì)劃是由德國(guó)研究委員會(huì)(DFG)和加拿大自然科學(xué)與工程研究理事會(huì)(NSERC)資助。