研究前沿：石墨烯-团簇 | Nature Materials

在低温时，金属表面上惰性气体的范德华原子固体是二维系统的第一个实验示例。最近，这种结构也在石墨烯封装的表面上创建，通过扫描隧道显微镜，在高温时进行研究。然而，对于该项技术，封装层通常使惰性气体原子的排列变得模糊。

今日，奥地利 维也纳大学（University of Vienna）Manuel Längle，Jani Kotakoski等，在Nature Materials上发文，在两个悬浮的石墨烯层之间创建了Kr和Xe团簇，并通过透射电子显微镜揭示了原子结构。

研究表明，在简单的非定向范德华相互作用基础上，排列着小晶体（n<9）。较大的晶体显示出了一些偏差，这是由于封装石墨烯晶格的变形造成的。还进一步讨论了石墨烯夹层中，团簇动力学，并表明，尽管所有n≈100Xe团簇仍然是固体，但在实验条件下（在~0.3GPa压力下），n≈16的Kr团簇偶尔会变成流体。

这项研究，为迄今尚未探索的封装二维范德华固体前沿开辟了一条道路，为基础凝聚态物理研究和量子信息技术应用，提供了新的可能性。

图1: 小团簇的结构。

图2: 原子间距离和3D到2D转换。

图3: 集群迁移。

图4: 较大团簇的结构。

文献链接

Längle, M., Mizohata, K., Mangler, C. et al. Two-dimensional few-atom noble gas clusters in a graphene sandwich. Nat. Mater. (2024).

https://doi.org/10.1038/s41563-023-01780-1

https://www.nature.com/articles/s41563-023-01780-1

本文译自Nature。