8月24日，国际学术期刊《自然·物理学》在线发表“二硒化钨-二硒化钼双层异质结研究强层间耦合和高压调节”的研究成果。借助可产生数百万个大气压的金刚石反砧（DAC）装置，他们对厚度仅为蝉翼千分之一的二维异质结材料进行了极高压研究。

在研究中，科学家们巧妙地利用了二维异质结的结构特性，实现了对只有原子厚度的纳米材料的高效压缩，并观察到了一系列新奇的物理现象。

重于泰山：金刚石砧技术

“金刚石砧装置在对微小样品施加超高压方面具有独特的优势，是一种非常强大的实验手段。”夏娟说。

那么，金刚石砧装置是如何产生超高压的呢？

金刚石砧装置的主要部分是两个尖尖的金刚石（金刚石砧），两个金刚石尖顶之间的空间很小（也称为砧面）。垫圈。

“当我们将钻石砧中的两颗钻石推向彼此时，钻石尖顶之间的空间被急剧压缩。除了样品外，该空间还充满了液体压力介质（例如如硅油）夏娟解释说，由于垫圈像一个箍，它紧紧箍住液体压力传输介质，使其无处释放，因此样品所在空间的压力会急剧上升，从而对样品施加一个力。巨大的静水压力类似于潜入深海时不断增加的海压。

记者了解到，由于金刚石顶砧面的直径很小，通常仅几分之一毫米，也就是几乎 4-8 根发丝的直径，它可以有效地聚集钻石底部平面上的压力，从而在钻石顶部达到高压。我们日常生活环境的压力是1个大气压球体，海底10000米的压力约为1000个大气压。使用该设备，可以轻松实现百万个大气压的高压环境。

那么一百万个大气压的压力有多大？人们常开玩笑说“压力大”。我们以泰山为例来估算一下。泰山主峰海拔1450米，当岩石密度是水的三倍时，压在山下需要承受山上400多个大气压的压力。所以，“重于泰山”，其实远远不足以形容钻石对砧的压力。

薄如蝉翼：新型二维异质结材料

二维材料是一种受到广泛关注的新型材料。它最显着的特点是可以做到原子级别的薄，仍然可以保持优异的材料性能。 “原子级”有多薄？一个典型的蝉翼只有几微米厚（也就是一根发丝的十分之一左右），而物理学家研究的二维材料一般都是纳米级的，甚至不到蝉翼的千分之一。因此，“薄如蝉翼”实际上远远不足以描述二维材料的薄度。

那么什么是二维异质结呢？ “从结构上看，可以理解为将不同的二维材料以特定的方式堆叠起来，形成一种新的二维材料，类似于将两个（或更多）不同的‘蝉翼’连接在一起。”新型“复合蝉翼”形成。”王增辉说。

对于科学家来说，各种二维材料就像乐高积木：通过选择不同的二维材料和不同的堆叠方式，可以构建出各种新颖的乐高作品——二维异质结。这相当于可以人工设计出几乎无限多种新的二维结构，而且每种结构都可能具有不同的材料物理特性。因此，在许多研究领域，二维异质结是一种很有潜力的类型。新材料结构。

蝉翼薄如泰山

那么，既然二维材料已经薄到了原子水平，那么它的厚度还可以进一步降低吗？ ?专家给出了肯定的回答。

夏娟说：“这项研究有点类似于在万吨级液压机中间放置一个二维异质结等‘复合蝉翼’，使用更重的极高压比泰山制作两片‘蝉翼’贴合得更紧密，改变了‘蝉翼’两层之间的相互作用，观察这一过程对整个‘复合蝉翼’性能的调控作用翅膀'。只是我们的实验是纳米级的。”

在实验过程中，研究团队证实，虽然二维异质结的厚度已经是原子水平，但由于其结构特性，砧座设备仍然可以通过金刚石安装产生的压力进一步压缩其厚度，当样品的环境压力增加到10,000个大气压左右时，研究人员成功观察到二维异质结的能带结构和相关物理性质的突变。< /p>

“虽然这项工作是一项非常基础的物理研究，但从应用的角度来看，研究高压下新型敏感材料的物理特性对于新型超高压传感器的发展具有重要意义并促进我国家的深海和深海。检测技术的进步和页岩气等现代能源战略产业发展的加速，也具有非常重要的科学意义和应用价值。”王增辉说。（记者胜利）

文章来源：《材料研究学报》 网址: http://www.clyjxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0814/1608.html