一種充滿驚喜的二維材料

二維材料可以用薄的晶體片來制備，厚度可薄到單原子層的大小——只有一個或幾個原子那么厚。在單層材料中，電子的運動方式會：像棋盤游戲中的棋子一樣，可以前后左右、也可沿對角線移動，但是不能上下移動——電子運動的這種，使得單層結構具有成為二維材料的功能。

二維領域揭示的是量子力學所的諸多性質。自一個單層石墨烯于2004年亮相以來，科學家已經成功分離出許多其他的二維材料，并發現，它們都具有物理和化學性質。這些性質或許能為計算機和通信等多個領域帶來革命性的變化。

WTe?的二維形式可以經歷“鐵電開關”（ferroelectric switching）：當兩個單層結合在一起時，產生的“雙層”會自發地發生電極化。這種極化可以通過外加的電場，在兩個相反的狀態之間翻轉。

具有鐵電性質的材料可被應用于內存存儲、電容器、RFID卡、甚至是傳感器上。

研究人員用三維晶體形式制造出WTe?單分子層，然后再將它們移到一個無氧的箱中，以WTe?降解，他們使用透明膠帶將WTe?的薄片從晶體中剝離——這是一種用于分離石墨烯和其他二維材料的。當這些薄片被分離出來后，科學家可以測量它們的物理和化學性質，從而導致了鐵電性質的發現。

WTe?是目前剝離出的一個表現出鐵電開關的二維材料。在此發現之前，科學家只在電體中看見過鐵電開關。但顯然，WTe?并不是電體，它實際上是一種金屬，盡管不能算得上是好的金屬。WTe?還能在室溫下保持鐵電開關的性質，而且它的轉換是的、且不隨著時間的推移而退化的，這與許多傳統的三維鐵電材料有所不同。這些性質或許能使WTe?比其他鐵電化合物成為更有應用前景的材料。

研究人員認為，他們在WTe?材料中看到的物理性質意味著，在二維材料中，他們能觀察到各樣的新現象。

在拓撲體中，電子的波函數（即電子的量子力學狀態的數學描述）有一種內在的扭曲。正因為這種扭曲存在困難，才使得拓撲體可被應用于量子計算（試圖利用電子、原子或晶體的量子力學屬性，產生計算能力比當今要快得多的領域）中。

由于到目前為止，研究人員對WTe?作出的測量結果都或多或少的帶來了的驚喜，因此他們計劃將繼續對單層的WTe?材料進行更深入地探索，以求獲得更多的發現。

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