中國儲能網(wǎng)訊：讓石墨烯（graphene）成為半導(dǎo)體硅材料的接班人，已經(jīng)成為美國、日本、歐洲甚至是中國等地政府大力支持的優(yōu)先研究項目；但因為石墨烯缺乏能隙（bandgap）的自然特性，美國麻省理工學院（MIT）與哈佛大學（Harvard University）的研究人員認為大家可能都搞錯了方向，應(yīng)該是找尋性能媲美石墨烯、但具備能隙的化合物材料。
研究人員指出，有一類以NiHITP （nickel hexa-imino-triphenylene）為代表的材料，就擁有上述特性。MIT化學教授Mircea Dinca表示：“就像石墨可剝離為石墨烯（也不過就是片狀的石墨），我們所開發(fā)的材料也能剝離成片狀；相較于石墨烯層，我們的材料層是能透過受控制的化學改質(zhì)（chemical modification）來調(diào)節(jié)，因此能有系統(tǒng)地改變其電子特性?！?
該種新開發(fā)材料的正式名稱是“Ni3（HITP）2”，因為它鍵合了鎳（Ni）的3個原子以及2個HITP有機分子；不過NiHITP只是一個具備天然能隙之材料類別中的第一種，能針對特定應(yīng)用在原子等級調(diào)節(jié)其電子功能。
類石墨烯材料的分子架構(gòu)會自然形成六角形晶格，而每個六角形的開口都能完全對齊
Dinca指出：“我們還沒量測出這種材料的能隙，但確定它大于0；石墨烯的能隙是0，并不適合做為半導(dǎo)體。我們現(xiàn)在正試圖將該種材料制作成大尺寸的片狀，首先要量測它的能隙并能更清楚描述其電子特性，其次則是用該種材料來制作組件；而這也是我們所面臨的挑戰(zhàn)?！?
此外Dinca也表示，由于還有許多可調(diào)節(jié)的空間，真的看不到在生產(chǎn)更多材料方面的限制；而他們已經(jīng)有數(shù)種其他相關(guān)的二維材料，應(yīng)該都擁有些微不同的電子特性，這也正是他們正在尋找的，可調(diào)節(jié)的金屬-有機類石墨烯。
Dinca的研究團隊并非以傳統(tǒng)方式透過摻雜（doping）將雜質(zhì)或缺陷導(dǎo)入NiHITP這種新材料，其方法是謹慎在原子層級打造該類材料──也就是在制程中由下至上（bottom-up）調(diào)諧其功能，以支持特定的電子、甚至可能是光學特性。
根據(jù)Dinca的說法：“我們的材料是從原子層級就被明確定義；這就是關(guān)鍵所在，我們不是依靠缺陷，那無法被妥善理解而且無法良好控制；我們所創(chuàng)造的材料特性，能透過分子結(jié)構(gòu)從本質(zhì)上進行修改。我們能用由下至上、一個分子一個分子的方式來進行?！?
NIHITP就像石墨烯一樣，會自組裝成完美的六角形蜂窩狀晶格，并堆棧成多層、每一層的六角形開口都能完全對齊，孔洞的厚度僅有2奈米。
掃描式電子顯微鏡下顯示二維架構(gòu)集合所形成的納米粒子 （來源：MIT）
接下來研究人員打算制作單層狀（monolayer）新材料，以精確量測其能隙，并用以生產(chǎn)電子組件；研究小組也將利用不同化學配方打造出一系列相關(guān)材料，針對不同應(yīng)用從基礎(chǔ)元素調(diào)節(jié)其特性。例如能擷取不同波長光線的太陽能電池、或是具備超高儲存密度的超級電容，甚至是拓樸絕緣體（topological insulator）、量子霍爾效應(yīng)組件（quantum Hall Effect device）。
