图 对称驱动外延制备六边形和五边形二维材料PdTe2的机制
在国家自然科学基金项目（批准号：22173067）资助下，苏州大学李有勇教授/纪玉金副教授团队联合美国普渡大学Yong. P. Chen团队在设计制备五边形亚稳态二维材料方面取得进展，相关成果以“对称驱动外延合成亚稳态五边形二维材料（A metastable pentagonal 2D material synthesized by symmetry-driven epitaxy）”为题于2024年8月27日在线发表于《自然•材料》（Nature Materials）杂志上。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41563-024-01987-w。
与传统的六边形二维材料不同，五边形二维材料倾向于形成褶皱结构，并具有低热导率、面内各向异性、超高强度等优点。虽然五边形二维材料在理论上已经被预测了很多年，但由于缺乏合适的制备方法和稳定方法，很大程度上阻碍了对这一类独特二维材料的应用。
上述理论模拟与实验验证的结果表明外延生长过程中衬底的对称性起着至关重要的作用。通过衬底的晶格匹配，可以很好地控制单层五边形二维材料PdTe2的生长结构。上述团队利用扫描隧道显微镜测量、理论模拟结合低电子能量衍射分析确定了五边形二维材料PdTe2的原子精细结构。X射线光电子能谱验证了五边形二维材料PdTe2形成的单层厚度。理论计算和高分辨率电子能量损失谱揭示了其声子色散和相应的晶格振动模式，并表明该二维材料的间接带隙为1.05 eV。本研究提供了一种亚稳态五边形二维材料PdTe2的直接制备方法。