俄罗斯证实金刚石表明存在NaCl薄膜 用作场效应晶体管栅极绝缘层

据外媒报道，俄罗斯斯科尔科沃科学技术研究所（Skoltech）和莫斯科物理技术学院（MIPT）首先预测，然后经过试验，证实了在金刚石的表面存在一种奇异的电动汽车和电信设备中场效应晶体管的栅极绝缘层。

（图片来源：Skoltech）

Skoltech博士生Kseniya Tikhomirova、Alexander Kvashnin博士以及Skoltech兼MIPT的教授Artem R. Oganov与同事合作，基于早期对NaCl薄膜的研究，假设金刚石的表面也存在一种不同寻常、纳米厚度的NaCl薄膜。

Kseniya Tikhomirova表示：“最开始，我们决定只对在不同基底上新型2D结构的形成进行计算研究，假设如果基底与NaCl薄膜发生了强烈的互动，就可以预测到薄膜的结构会发生重大变化。事实上，我们得到了非常有趣的结果，并预测了在金刚石基底上会形成六方形NaCl薄膜，然后决定进行实验。经过实验，合成了六边形NaCl薄膜，证实了我们的理论。”

研究人员首先采用了由Oganov及其学生研发的进化算法USPEX，基于所涉及的化学元素来预测能量最低的结构。利用XRD（X射线衍射）和SAED（选定区电子衍射）测量进行实验合成和表征，证实了NaCl薄膜的存在。该薄膜的平均厚度约为6纳米，较厚的薄膜会将六边形结构变成立方结构，也就是所熟悉的食盐的典型结构。

科学家们认为，由于六边形NaCl薄膜与金刚石基底的粘合非常强，能带隙宽，非常适合用作金刚石电动汽车、雷达和电信设备中的潜力。现在，此类场效应晶体管普通采用六边形氮化硼，与此种薄膜的能带隙宽度类似，但是与基底的粘合性要更弱。

该项研究能够让人更加了解如何控制采用基底的2D材料的外观以及属性，也为更多在电子及其他领域内具有潜在应用价值的2D材料打开了大门。