硅烯未来是不是比石墨烯更有前景？

如今超越石墨烯的二维材料包括过渡金属二硫族化合物(TMDs)、六方氮化硼(h-BN)和BNC、过渡金属氧化物和氢氧化物，以及类石墨烯型的硅烯、锗烯、锡烯等。

硅烯是一种由单个原子厚度的硅制成的材料，类似石墨烯，被证明具有超凡的导电性能，但制备过程极为困难。这种晶体管拥有巨大的潜力，对于计算机科学家来说，硅烯是一种比石墨烯更有趣的材料。7年前，硅烯还只是理论学家的一个梦想。受石墨烯热的驱动，研究人员推测，硅原子也可能形成类似的表面。而且如果它们可以被用于制作电子产品，硅烯胶片将会使半导体工业实现微型化的终极梦想。

目前，硅烯在以期在短期内制造出寿命更长的硅烯晶体管。其中还有很多的困难需要克服，因为硅烯在现实世界中使用时十分不稳定，但是科学家表示：“这是重大的突破，低温制造技术和硅烯原件制造还是第一次。”研究人员相信，未来的电子元器件中硅烯的应用会比石墨烯更容易，毕竟绝大多数的芯片设计都是硅基的。

硅烯的概念自2008年被提出后始终被学术界认为只是理论上的可行材料，一直到2012年科学家才在实验室制造出硅烯，之后不少科学家边尝试将硅烯应用于电子零件上，结构上与硅烯相似的石墨烯，其为目前最薄且电阻率最小的纳米材料，虽然石墨烯导电性能极佳，但缺乏能隙，意味着石墨烯中没有没有电子太无法存在的能量范围，不适合做为晶体管的材料，除非能找出创造人造能隙的方法，如施加电场，掺杂原子等，

不过有别于石墨烯可直接从较大的晶体将薄片剪裁下来，硅烯的制成较为复杂。曾有科学家在真空室里将硅蒸汽沉积在银晶体上，于银晶体表面形成硅烯单层薄片，但硅烯暴露在空气中是很不稳定，科学家用5纳米厚度的氧化铝覆盖在硅烯表面，并剥离硅基材料，将银翻转朝上，放置氧化硅基板上，最后在将部分银刮掉，留下薄层的银和铝，而硅烯则夹在银和铝之间，制出的单原子厚的硅烯晶体管。

二维的石墨烯可以作为其他维度材料的砖瓦，如富勒烯和碳纳米管，以及三维的石墨(图1)。自从2004 年单层石墨烯被分离出来起，关于二维石墨烯材料的研究爆炸性增长。石墨烯具有非常优异的性质，它作为具有零带隙的二维材料，常常被称为半金属，或者零带隙半导体。然而其零带隙特性使得它在电子元件中的应用受到了限制。

目前大规模生产二维纳米材料的技术还不成熟，故制备大量、大面积的二维材料是很重要的课题之一，现已发展出了晶体外延生长、水热合成、化学剥离、CVD等多种实验技术。二维材料的非凡性能正在吸引大量的科学家从事该领域各方向的研究，如生产二维单层或特定层数的纳米片的装置，研究异质结构的基本理化性质，通过掺杂、电场、官能化等手段直接改变材料的物理化学性质。此外，新的二维纳米材料的有趣特性使它们有望成为未来工业中的各种功能材料，最终造福于我们的社会。

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