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硅纳米层是一种很薄的、类似于石墨稀、具有特殊光电性能的二维层片，但是单独存在的纳米片是不稳定的。德国慕尼黑工业大学（TUM）的研究人员首次创造了由硅纳米片及一种聚合物组成的复合材料。该材料不仅抗紫外辐射，同时具有易加工的特点。该成果使科学家们在柔性电子及光电传感器的工业化应用上迈出了重要的一步。 图为复合材料示意图 与碳类似，硅也能够形成原子层厚度的二维网状结构。2010年诺贝尔物理学奖得主安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫的研究证明石墨烯具有特殊的光电性质。类似于石墨烯，硅纳米片也具有相似的光电特性，能够应用于纳米电子学领域，如柔性显示器、场效应管以及光电探测器。同时，由于具有储存锂离子的能力，硅纳米片也可以作为可充电锂电池的阳极材料。 来自慕尼黑工业大学的Tobias Helbich解释说：“硅纳米片之所以特别吸引人，是因为当今世界的整个信息技术都建立在硅材料的基础之上。与石墨烯不同，硅纳米片在工业应用过程中不需要改变其基础材料，然而，这种纳米片本身非常脆弱，并且在紫外线照射下会迅速分解，因此严重影响了它的应用。” 最佳材料组合 慕尼黑工业大学的Helbich教授与Bernhard Rieger教授合作，首次成功实现了将硅纳米片嵌入到聚合物中，从而保护其免于分解，同时也可以防止其氧化。该成果是首个基于硅纳米片的纳米复合材料。 Tobias Helbich说，“我们的纳米复合材料特别之处在于，它结合了两种材料的优点。聚合物可以吸收紫外波段的光，使纳米片变得稳定，并赋予该复合材料聚合物的特性，同时也保持了纳米片卓越的光电特性。” 向工业应用跃进 该材料的灵活性以及对外部影响的耐久性，使其符合可用于工业加工的标准聚合物技术，将该复合材料转化为实际应用指日可待。 该复合材料特别适合纳米电子学新兴领域的应用，诸如电路和晶体管等“经典”电子元件可在小于100纳米的规模上实现，从而可应用于更加前沿的技术，例如应用于更快的电脑处理器。 纳米光电探测器 日前已经首次实现了该复合材料的成功应用：德国慕尼黑工业大学纳米电子研究所的Alina Lyuleeva和Paolo Lugli教授等人合作制造了基于硅纳米片的光电探测器。 他们将嵌入硅纳米片的聚合物安装在涂覆金触点的二氧化硅表面上，由于尺寸极小，这种纳米光电探测器可节省大量的空间和能量。 项目资助 该研究由德国研究委员会(DFG)和加拿大自然科学与工程研究理事会(NSERC)资助。
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