近日，中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张珽团队与新加坡南洋理工大学刘政团队合作，制出了一种新型超薄纳米材料，为未来研制以超高精度实现原子操控的仪器奠定了重要的理论和实验基础。相关成果发表于《科学进展》。
精密的定位和驱动依赖致动器，而致动器的最重要核心之一为压电材料。简单地说，这种材料具有极性，可通过外加电压，获得细微形变，进而实现高精度驱动；反其道亦行之，压电材料可应用于高精度的应变、位移与定位的传感器。
刘政说：“从某种程度上说，仪器的精度决定了人类对物质世界的认知极限，其中高精度的压电材料不可或缺。压电材料已成为人类探索微观世界的‘智能肌肉’。”
为一窥原子，需要在亚原子精度上移动探针；为验证小尺度下万有引力的平方反比关系，需要对实验部件精确定位感知……而要做到这一切，高性能的压电材料不可或缺。
该研究团队通过化学气相沉积法，制备出一种高质量硫化镉超薄纳米片薄膜，厚度仅有2~3纳米，随后用扫描探针显微镜等原位表征技术，对硫化镉超薄纳米片材料的垂直方向压电性能进行了研究。
他们发现，这种超薄硫化镉纳米片在垂直方向的压电性能随着厚度降低到2~3纳米而增强了3倍，而理论模拟研究也验证了这一结论。该结果填补了原子尺度超薄材料（或二维材料）在垂直方向压电性能研究的空白。
科研人员认为，短期来看，高性能的超薄压电材料对于制造高精度传感器、先进机电元件大有裨益，包括降低尺寸、增加集成度、改造为柔性电子器件等。长远而言，超薄压电材料甚至可以改变人类对世界的认知。
摘自：中国科学报
