科学家们展示了一种可在原子层面无缝缝合两块晶体的技术，该技术可用来制造原子层级别厚度的织物。（两种材料的接缝处越光滑，电子流通就会更加顺畅，这对实现电子设备功能是至关重要的）
芝加哥大学的科学家们展示了一种可以在原子层上无缝地缝合两块晶体的技术，利用该技术可制造出原子级别的超薄织物。图片来源：Courtesy Park
加入不同种类的材料可带来许多突破性进展。这项基本技术使得人类可以建造一切，从摩天大楼(使用钢筋加固混凝土)到太阳能电池（通过材料分层来促进电子运动）。
在电子学中，加入不同的材料会产生异质结——这是太阳能电池、发光二极管或计算机芯片中最基本的组成部分。两种材料之间的接缝越平滑，电子就越容易流过。这对于实现电子设备的功能十分重要。但是它们是由原子结晶性晶格组合在一起，这使它们原子间距差异较大，因此它们很难被紧密结合在一起。
芝加哥大学和康奈尔大学的科学家们3月8日在科学杂志发表的一项研究中，揭示了一种可以在原子水平“缝合”两块晶体从而制造出原子级别超薄织物的技术。
这个团队试图通过缝合不同织物（三个原子层晶格厚度）来达到该目的。分子工程研究所和该研究的主要作者，同时也是James Franck研究所化学教授——Jiwoong Park说：“通常这些织物结构是在不同严格条件下分期生长的，先生长一层材料，然后停止生长，最后改变条件又开始重新生长另外一种材料。”
与之相反的是，他们发展出一种新的方法，通过该方法寻找到了在同一种环境下两种材料都能生长的完美窗口，因此它们可以在单一条件下得到完整的晶体。
Park说，由此产生的单层材料是有史以来最完美的结合。这种较为温和的过渡说明了在两个晶格相交的点上，当两个晶格相遇时，一个晶格会向另外一个晶格延伸或生长而不会留下空洞或缺陷。
事实上，当他们使用扫描电子显微镜近距离观察时，发现原子结合地如此紧密，两种材料中较大的一种围绕着连接处褶皱了一点。
他们决定在最广泛使用的电子设备——二极管中测试其性能。两种不同的材料被连接起来，电子被认为可通过一种方式穿过“织物”，而不是出现两种不同的穿过方式。
二极管亮了！该论文第一作者Saien Xie（同时也是一名研究生）说：“三原子层厚度的LED灯亮起的时候是十分令人激动的，我们看到了这类材料被人熟知的卓越性能。”
这一发现为电子产品带来了一些有趣的想法。像LED这样的器件，目前被堆叠成3D和2D版本，并且通常在坚硬的表面上。但Park说这种新技术可以开辟新的结构，如可以水平和横向工作的柔性LED或原子级别厚度的2D电路。
他还指出，由于量子力学效应，拉伸和压缩改变了光学特性——晶体颜色。这表明，光传感器和发光二极管有可能转换不同的颜色，例如，应变感应织物在拉伸时会改变颜色。
Park说：“这些都是未知的，我们甚至不知道它所拥有的所有可能性，即使在两年前，这也是不可想象的。”
文章来自sciencedaily网站
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