超薄天然双生石晶体作为粘结异质结构的介质层

双生石是一种属于三层六方石矿物族的富铁矿物，具有丰富的层状材料特性，适用于纳米器件。双生石在室温下不易降解，具有优异的基底 cleavage 特性，这对于粘结异质结构（vdWH）应用具有显著优势。本文报道了将双生石经微机械剥离至单层（1L）后的制备方法，获得的超薄片材料具有大面积且呈原子级平整的表面。我们通过能谱映射对矿物进行多元素分析鉴定。此外，采用同步红外纳米光谱学对其在少层形式下的振动特征进行表征，具有对层数敏感性。我们还观察到在 12 个月的时间尺度上，超薄双生石晶片的形貌和结构稳定性良好，经热处理后其物理性能无显著变化。采用电导原子力显微镜评估了其电学性能，电击破坏强度约为 1 V/nm。最后，我们探讨了将双生石作为 vdWH 应用中的基底和封装材料的可能性。我们在低温下进行光学和磁光测量。我们发现，超薄双生石晶片可作为 1L-MoSe2 的优异基底，性能相当于六方晶体硅烷晶片，但会导致 1L-MoSe2 的 g 因子值出现小幅变化，这可能源于其晶体结构中天然杂质的影响。此外，我们的结果表明，双生石晶片可作为保护敏感层状材料（如黑磷）的系统，使其在大气中可保持 60 天不被降解。本研究为未来超薄纳米技术的发展引入了一款具有成本效益的层状材料。