2-D材料：在硅中测得的原子排列

 
尖端带有单个碳原子的低温原子力显微镜可以定量测量样品和尖端之间的力。使用二维硅(硅树脂)，可以定量确定表面屈曲。图片来源：巴塞尔大学物理系，硅烯由单层硅原子组成。与由碳制成的超扁平材料石墨烯相反，硅烯显示出影响其电子性能的表面不规则性。现在，巴塞尔大学的物理学家已经能够精确地确定这种波纹结构。当他们在PNAS期刊上发表文章时，他们的方法也适用于分析其他二维材料。
自从石墨烯的实验生产以来，二维材料一直是材料研究的核心。与碳相似，单层蜂窝状原子可以由硅制成。与石墨烯相比，这种材料被称为硅烯，具有原子粗糙度，因为某些原子的原子含量高于其他原子。
硅树脂不完全平整
现在，由物理学系的恩斯特·迈耶教授和巴塞尔大学的瑞士纳米科学研究所领导的研究团队成功地定量表示了这些微小的高度差，并检测了小于一埃，即小于十分之一毫米。
“我们使用带有一氧化碳尖端的低温原子力显微镜，”在实验中起主导作用的RémyPawlak博士解释说。力谱法可以定量确定样品和吸头之间的力。因此，可以检测相对于表面的高度，并且可以化学识别单个原子。这些测量结果与马德里材料研究所(ICMM)的合作伙伴进行的模拟非常吻合。
不同的电子特性
这种不均匀性(称为弯曲)会影响材料的电子性能。与已知是极好的导体的石墨烯不同，在银表面上，硅的行为更像半导体。梅耶说：“在硅烯中，完美的蜂窝结构被破坏了。这不一定是不利的，因为它可能导致有趣的量子现象的出现，例如量子自旋霍耳效应。”
研究人员在巴塞尔开发的方法为二维材料的世界以及结构与电子特性之间的关系提供了新的见解。