物理学家称他们已经制备了stanene，一层二维锡(Sn)原子。形成蜂窝状结构并“扣”在碲化铋支撑表面上(中图:顶视图；右图:侧视图)。拍摄的显微镜形貌只是层的上脊(左图)。

物理学家预言锡应该可以形成只有一个原子厚的网格，在预言的两年后，研究人员宣布他们已经制备出来了。这种薄膜被称为stanene，结果刊登在8月3日《Nature Materials》期刊上。但研究人员还无法证实该材料是否具有所预测的那些使理论家兴奋的奇异电子特性，比如能够不产生任何废热地传导电流。

Stanene(来自于拉丁文中锡的意思，也具有化学符号Sn)是石墨烯最新的表亲，石墨烯碳原子的蜂窝状晶格结构已经吸引了许许多多关于二维材料的研究。其中包括硅原子组成的silicene，磷原子组成的phosphorene，和锗原子组成的germanene；不同化学元素的片状堆叠结构(参见文章“The super materials that could trump graphene”)。

其中许多都是优秀的导电体，但理论上stanene十分特别。在室温下，电子能够沿着网格的边缘移动，而不会像大多数材料，与其他电子和原子发生碰撞。根据加州斯坦福大学物理学家兼最新研究的合著者Shou-Cheng Zhang在2013年的预测，薄膜传导电流过程中不产生任何废热。

印第安纳州普渡大学物理学家和电气工程师Peide Ye说，这意味着stanene薄膜可在电路中作为完美高速公路来传递电流。“我一直在寻找不仅在科学研究中有趣，而且也具有应用潜力的事情,”他说，“这是项非常有趣的工作。”

Stanene被预测是一个拓扑绝缘体，其中的电荷载流子(比如电子)无法穿越材料中心，但可以在边缘自由地移动，流动方向依赖于它们的自旋量子特性“向上”或“向下”。电流不会消散，因为大多数杂质不影响电子自旋，也不能减缓电子移动，Zhang说。

基底干扰

即使在制成stanene后，Zhang和他在中国四所大学的同事们还不能确认它是一个拓扑绝缘体。上海交通大学的实验人员制备了这个网格结构，通过真空蒸发锡，并将原子转移到由碲化铋构成的支撑表面。二维stanene晶体在碲化铋表面形成，还与基底发生相互作用，不利于拓扑绝缘体形成，Zhang说，他还参与了另一篇关于测试选择最优支撑表面的论文写作。

德国维尔茨堡大学物理学家Ralph Claessen说，尚不完全清楚研究人员已经制备了stanene。理论预测二维锡晶格应形成蜂窝结构，交替的原子向上重叠成褶皱的脊；Zhang和他的团队利用扫描隧道显微镜主要看到了原子的上脊，除了在脊消失并露出较低层锡原子的小晶格空间。然而，他们相信已经创建了这种蜂窝结构，部分原因是上下两层之间的距离与预测相匹配。

Claessen说，他需要见到通过X射线衍射的晶格结构直接测量结果，来确定研究团队是否已制成stanene结构，而不是其他锡原子的排列。这个实验，需要Zhang和其合作者制备更多的材料。

并没有参与这项研究的上海复旦大学物理学家Yuanbo Zhang更加确信。“我认为这项工作是一个重大的突破，再次拓宽了二维材料的空间,”他说。“该材料如果能达到对它的期望将会是件令人兴奋的事。”

埃克斯马赛大学物理学家Guy Le Lay是最早制备silicene和germanene的科学家，对尝试验证stanene的电子特性抱有乐观的态度。“就像是去月球,”他说，“第一步是至关重要的一步。”

新材料在线编译整理——翻译：Grubby      校正：摩天轮