據科技日報報道，石墨烯因薄到單層碳原子的厚度，具有豐富多樣的理化性質(zhì)，其出現后，各種單層二維材料如雨后春筍般不斷涌現。但是，原子層厚度的超薄二維材料仍是沒(méi)有攻克的難題。6月6日，國際頂級期刊《自然》發(fā)表了南京大學(xué)科研團隊一項成果，他們成功制備了原子層厚度的氧化物鈣鈦礦二維材料。該成果開(kāi)啟了一扇通往具有豐富強關(guān)聯(lián)二維量子現象的大門(mén)。
據研究團隊帶頭人潘曉晴教授介紹，自2004年石墨烯被發(fā)現以來(lái)，以其為代表的各類(lèi)二維原子晶體材料由于在信息傳輸和能源存儲器件等領(lǐng)域的廣泛應用前景而受到人們極大的關(guān)注。其中，鈣鈦礦氧化物由于過(guò)渡金屬離子中的電子-電子相互作用，展示出多鐵性和巨磁電阻等多種特殊的物理效應。但是，原子層厚度的超薄二維材料仍有待攻克。
聶越峰教授課題組采用了一種分子束外延的薄膜生長(cháng)技術(shù)，獲得原子層厚度的高質(zhì)量氧化物鈣鈦礦二維材料。王鵬教授課題組利用多種先進(jìn)球差校正透射電子顯微鏡結構分析技術(shù)，直接觀(guān)測到鈣鈦礦BiFeO3（鉍鐵氧體）薄膜在二維極限下出現若干新穎現象。
據聶越峰介紹，電子在材料中的運動(dòng)形式?jīng)Q定了材料的性能。在石墨烯等傳統二維材料中，電子的運動(dòng)相對自由，不太受其他電子的影響；而在很多氧化物鈣鈦礦材料中，電子之間存在很強的相互作用，正是這種電子間的強關(guān)聯(lián)作用促成了包括高溫超導在內的各種新奇的量子態(tài)。制備鈣鈦礦二維材料，在二維體系中加入這種電子間的強關(guān)聯(lián)作用，有望發(fā)現更豐富而有趣的強關(guān)聯(lián)二維量子現象。
