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篇一:《看二维材料王国开疆拓土》
看二维材料王国开疆拓土
石墨烯后又一轮超级材料创新高潮袭来
多个类型的平面材料堆砌在一起，可能展现每个的最佳性能。图片来源：H.
Terrones
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物理学家习惯使用他们所能想到的最好的词语来形容石墨烯。这丝薄的单原子厚度的碳是灵活、透明的，比钢强、比铜导电好，虽然非常薄，但它实际上是二维材料。在2004年被分离出来后不久，石墨烯就成为全世界研究人员痴迷的对象。
不过，对AndrasKis而言并非如此。Kis表示，与石墨烯一样不可思议的是，“我觉得必须超越碳”。因此，在2008年，当他有机会在瑞士联邦理工学院（EPFL）组建自己的纳米电子学研究团队时，Kis专注于研究一种超平材料。开疆得土猜一字。
这些材料有一个“笨拙”的名字：过渡金属硫化物（TMDC），但它们具有相当简单的二维结构。钼或钨等过渡金属原子的单排结构，夹在同样薄的硫元素层之间，例如硫和硒——在元素周期表中，它们均位于氧元素的下方。Kis表示，TMDC几乎与石墨烯同样薄、透明和灵活。“但它们莫名奇妙地就得到一个没有趣的名声，我认为它们应该有第二次机会。”开疆得土猜一字。
他是对的。很快，研究人员发现，不同基础成分搭配制成的TMDC具有大范围的电子和光学特性。例如，与石墨烯不同，许多TMDC是半导体，这意味着它们有潜力被制成分子级别的数字处理器，并比硅更加节能。
在几年中，全世界大量实验室已经加入了追寻这种二维材料的行列。“最初是一种，然后是两种、三种，突然间，变成了二维材料王国。”Kis说。从2008年的零星出版，到现在每天6篇出版物问世，二维TMDC不断发展。物理学家认为可能有约500种二维材料，不只石墨烯和TMDC，还包括单层金属氧化物和单元素材料。“如果你想要一个给定属性的二维材料，那么你将能找到一个。”爱尔兰都柏林三一学院物理学家Jonathan Coleman说。
“每一个都像乐高积木，如果你将它们拼在一起，或许就能做出一个全新的东西。”Kis说。
平面大冒险
仅几个原子厚度的材料，就能有非常不同的基本特性。“即便块体材料乏善可陈，但如果你能将它变为二维形式，它会打开新的大门。”中国复旦大学实验凝聚态物理学家张远波说。
碳就是一个典型的案例。2004年，物理学家Andre Geim和Konstantin Novoselov首次报告称，他们在英国曼彻斯特大学的实验室分离出了石墨烯。他们的技术非常简单。基本步骤是，在石墨薄片上按压一条胶带，然后将胶带撕下，胶带上就残留有一些原子厚度的薄层。通过重复该过程，他们最终得到了单原子层，于是Geim和Novoselov得以开始研究石墨烯的特性。该研究获得2010年诺贝尔物理学奖。
物理学家很快开发出该物质的许多应用特性，从制作可弯曲屏幕到能源储存。但不幸的是，石墨烯并不适用于数字电子学领域。而对于这一领域而言，理想材料是半导体。
不过，Geim和Novoselov在制作石墨烯方面获得的成功激励了其他研究人员。Kis等人开始探索可替代的二维材料。于是，他们瞄准了TMDC。到2010年，Kis团队利用TMDC二硫化钼制出了首个单层晶体管，并预测有一天这些设备能提供柔性电子。2010年的诸多研究显示，二硫化钼能有效吸收和发射光，使其有望用于太阳能电池和光电探测器。
法国图卢兹物理和化学纳米实验室物理学家Bernhard Urbaszek表示，单层TMDC能捕获超过10%的摄入光子，这对于3个原子厚度的材料而言是一个不可思议的数字。这也帮助他们解决了另一个问题：将光转化为电。当光子撞到这个三层晶体管上时，能推动电子穿越能隙，并允许其穿过一个外部电路。每个自由电子会在该晶体中留下一个真空区，这里是电子本来的位置—— 一个带正电荷的洞。加上电压后，这些洞和电子会向不同的方向循环，从而产生一个电流净流。
该过程还能被逆转，即将电转化为光。如果电子和真空洞被从一个外部环路注入TMDC，当它们相遇时就会再次组合然后释放光子。这种光电相互转化的能力使得TMDC有望被用于利用光传输信息、用作微小的低功率光源，甚至激光。
不过，二硫化钼的电子迁移速率仍然不够高，很难在拥挤的电子市场中具有竞争优势。其原因是这种材料的结构特征，电子在其内部移动时，碰到较大的金属原子后会在其结构内发生弹离，从而降低迁移速度。
今年，4个不同的研究小组均发现，TMDC二硒化钨能吸收和释放单个光子。Urbaszek提到，而量子密码和通讯领域正是需要这样的发射器，当你“按下按钮，就能得到一个光子”。现有的单光子发射器通常由块状半导体制成，而二维材料将更小且更容易与其他设备集成。
元素偏移
也有研究小组正在探索元素周期表的不同部分。张远波小组和美国普渡大学的Peide Ye研究组，在去年成功制备了基于新型二维晶体黑磷的场效应晶体管器件。这一新型二维半导体材料是继石墨烯、二硫化钼之后的又一重要进展，为二维晶体材料家族增添了一位新成员。
黑磷是磷的一种同素异形体，是由单层的磷原子堆叠而成的二维晶体。与石墨烯最大的不同是，黑磷有一个半导体能隙，而且比硅烯更稳定。黑磷的半导体能隙是个直接能隙，将增强其和光的直接耦合，让黑磷成为未来光电器件（例如光电传感器）的一个备选材料。
不过，与其他纯元素二维材料一样，黑磷能与氧气和水发生非常强的反应。“在24小时后，我们可以看到材料表面的气泡，然后整个设备在数日内就会失效。”得州大学奥斯汀分校二维黑磷单晶专家Joon-Seok Kim说。如果要使其持续数小时，就需要将它夹在其他材料层之间。这种天然的不稳定性，使制造设备十分困难。因此，法国艾克斯·马赛大学物理学家Guy Le Lay预计，目前有关黑磷的80%的论文仍停留在理论阶段。
而且，中国台湾新竹“国立清华大学”材料学教授Yi-Hsien Lee也表示，二维黑磷单晶之所以获得一些研究人员的青睐，是因为这种材料易于上手——像石墨烯那样，可以轻而易举地用透明胶带剥落黑鳞的薄片。“这是同一种方法。但这并不意味着，二维黑磷单晶前景大好。”
尽管如此，张远波和Ye在制造黑磷晶体管方面仍取得成功。而且，今年首个硅烯晶体管问世。两年前，科学家曾指出，现有技术无法制造硅烯晶体管。“因此，预测未来通常十分危险。”Le Lay开玩笑称。但Le Lay认为仍有困难难以克服。
正当一些物理学家在寻找新二维材料，并试图弄清其特性时，其他人则在将它们夹在一起。“与试图选出一种材料并说这是最好的不同，或许最好的方法是将它们以某种方式结合在一起，以便它们不同的特性能被适当应用。”Kis说。这可能意味着，堆积不同的二维材料，制成微小、密集三维环路。
实际预测
欧盟石墨烯旗舰项目负责人、瑞典歌德堡查尔姆斯理工大学物理学家JariKinaret表示，当前围绕二维材料的熙攘，让人联想到2005年石墨烯带给人们的兴奋。该项目也研究其他二维材料。但Kinaret警告称，可能需要20年才能预估这些材料的潜在性能。“最初的二维材料研究主要关注其电子特性，因为这更接近物理学家的内心。”Kinaret说，“但我认为，这些应用如果能到来，可能完全出乎意料。”
那些在实验室里看上去很好的材料，通常在现实世界里无法发挥其功效。所有二维材料面临的一个重要问题是，如何便宜地制造统一、无缺陷的薄层。“粘带方法”能很好地适用于TMDC和黑磷，但却浪费时间。而且，在制作块体黑磷时，该方法成本较高。目前，没有人能从零开始完善单层二维材料的制备，更不必说物理学家认为有前途的分层结构了。“需要很长时间制作我们的异质结构。”华盛顿大学物理学家徐晓东（音译）说，“我们如何能加速或自动制备？还有很多工作需要做。”
这些实际问题将妨碍二维材料实现其最初的“愿景”。“有许多这样的工作，结果只是一时狂热。”Kis说，“但我认为如此多的材料和不同特性，将能确保产出一些结果。”同时，Coleman指出，二维材料王国正在扩张。单层砷烯也已经在研究人员头脑里占有一席之地。
“当人们开始扩展范围时，他们会发现具有优良性能的新材料。”Coleman说，“最令人兴奋的二维材料可能尚未制作出来。”（张章）
《中国科学报》 (2015-06-24 第3版 国际)
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《自然》相关报道（英文）
篇二:《汉武帝的伟大不仅在于开疆拓土》
提起汉武帝，人们总是想到那个在世界上第一次以汉人为荣耀的、金钩铁马所向披靡的开疆拓土的一代英主。实际上，比这种马背上的英雄更难做到的是他的政治上的开明与宽容，而此一点，恐怕是中国几千年封建社会上千个帝王中唯一堪称“伟大”之所在！
司马迁和司马迁的《史记》就是最好、最真实的证明！开疆得土猜一字。
中国人治史一向分为两块，一曰记史（实录），一曰修史；记史是指朝廷御设的史官对朝廷每天发生的大事小情进行记录，故亦称实录；记史一般只记录朝廷内部的事情，发生在其他地方、史官没看到没听到的、或者由另外的史官负责的，那么在同一个史官的记录里就没有了；并且记史是不对外示人的，用今天的话来讲，就是素材。而修史则不同，修史是由治史家们根据来自各种渠道的史料素材（包括朝廷的„记史‟），进行综合核实、编排，最终编纂成书，向社会公开发行，如我们今天所见到的二十四史、二十五史是也。但中国人“修史”却一直遵循着一个不成文的通行规则，那就是后朝为前朝修史，有时甚至是后后朝为前前朝修史，当朝人不修当朝史；这个规则恐怕也只有中国人自己才能看得懂，因为中国的朝廷是私家的，而私家的朝廷只能粉饰太平歌功颂德，“隐私”是绝对不不允许曝光的；这样的“史”当然就无法可“修”了。于是聪明的中国人便把“修史”这个光荣而艰巨的任务踢给了后人。
如果说中国的纪传体史记是始于汉武帝时期的司马迁的话，那后朝修前朝史的规则绝不始自汉武帝时期：司马迁的《史记》就一直写到司马迁自己鼻子底下的事情，并且，历经两千多年的考证砥砺，基本上证实是一部信史。
这里，我们当然首先要承认司马迁的伟大与卓越，但象司马迁这样的“不隐恶、不扬善”的史学家在中国何止一两个？又有谁著成过《史记》的比肩之作？开疆得土猜一字。
对于《史记》中对秦之前的记述我们暂且不做评说，单就看看汉朝部分；首先，就体裁而言，《史记》为等级分明的纪传体史书；„本纪‟是其中的最高级别。司马迁把从未拥有过天下且最终被刘邦打败的项羽与刘邦相提并论，同为„本纪‟撰书，甚至位列刘邦之前；这种事，不要说在家天下的封建社会，就是在今天，有谁敢于之为？再者，《史记》对于刘邦的记述，活脱脱一个玩世不恭的小混混、小流氓；“好酒及色”，口称“„贺万钱‟实不持一钱”，直到做了皇帝，住进了未央宫，还不忘奚落其父当年的责骂，如此等等，刘邦那种小人得志的无赖嘴脸一览无余。
要知道，刘邦可是汉家江山的创始人，死后被尊为高祖，是中国皇帝庙号的第一人（刘邦之前中国只有秦始皇和秦二世两个皇帝，但他们两人都没有庙号），也是司马迁的当朝皇帝汉武帝刘彻的尊祖爷爷；试想想，假如汉武帝稍不开明，此类文字怎能面世？司马迁有几颗人头够砍？
从司马迁身上看到的汉武帝的开明和宽容，还表现在司马迁个人的境遇上。
众所周知，司马迁受过宫刑；这对于男人来说，其耻辱带来的痛苦，远远大于刑罚本身。据司马迁自己讲，他被处于宫刑的原因是因为他坚持要把有投敌嫌疑的李广一族写成英雄，并且在大庭广众之下为因兵败被俘遭受责罚的李广及其族人辩解（见司马迁《报任安书》）。
千百年来，人们一直以汉武帝刑宫司马迁来责骂其残暴，殊不知就司马迁自己所述的这个罪名来看，换换其他任何一个帝王，司马迁恐怕早就脑袋落地了！要知道，当时李广、李陵一门李家军奉命出征，本就有指挥不当贻误战机之嫌，后又兵败被俘，“投敌”之客观俱在；就这样的将领，居然还有人公然在朝堂之上为其辩解，还要被奉为英雄传诸于青史。此等蔑视皇权威仪的大逆不道之行为，哪个皇帝能够容忍？唐太宗容忍魏征犯上直谏，也只限于朝政方略或皇帝的个人决策诸方面，而从未听说唐太宗处罚哪个败军之将魏征当庭顶撞的。
由此可见，汉武帝对司马迁施以宫刑最主要的，恐怕还是在于对这个不知天高地厚的狂生的教训，当然，还有羞辱！
司马迁被宫刑之后，既没有被剥夺撰写《史记》的权利，也没有被强行要求改变观点；李氏一族还是被描写成一门忠烈，李广本人也完全因为司马迁的秉笔一书而成为千古英雄！
司马迁本人呢？也没有因为宫刑而被弃之门外，后来竟然官至中书令，搁在今天大概要算是中央政府的秘书长了吧；这虽然首先是司马迁自己的不放弃、不抛弃的坚强与勇敢，但要是没有汉武帝的开明，象司马迁这样在修史时毫不顾及皇家脸面、又在现实中顶撞和违拗圣意的一介书生，凭什么在被宫刑之后还能得到提拔重用？！
汉武帝的开明与宽容已成过去，汉武帝之后中国再也没有出过类似的开明皇帝，这实在是中国的不幸，中国社会的不幸！
篇三:《年轻人，该向新的目标出发了》
文/阿正
“一个落后瘦小的小机器人亚当在挑战当前最高端最强大从无败绩的机器人宙斯，屡败屡战，从不退缩，毫无畏惧，奋勇向前与那不可能战胜的对手在厮杀，被打倒了就继续站起来，挨了一拳还击一拳，最终真正战胜了那位不可能战胜的对手，创造了一个新的传奇。”
这是今天无意中看到的一个电影<铁甲钢拳>，看完后那种永不言败永不放弃敢于挑战权威挑战那些不可能的精神让我久久不能平静下来。
看看窗外，商贩依旧在老地方卖着从未更新过的商品，人们提着菜篮子依旧穿梭在这条马路，篮子里的菜品依旧是那些。远处未完工的楼盘依旧在继续建设，那些跟风买房多年的人不久应该就能开始争夺这里的房子了，公交车依旧穿梭在每天走过无数遍的公交线路上，我们是否应该做出一些改变，不是那种为了改变而去做的改变，而是追究自己理想的生活，追究自己想要的东西呢?可能我们的人性中本来就有一种东西让我们安于现状，这也可能是在为自己的懒惰找借口。有的时候真的想就这样过算了，看看书，上上班，陪陪家人，挣的钱虽不多，但已经足够生存下去，就算旅行也没多大问题，大抵可以就这么悠闲安逸的过下去。但是每每遇到或看到那种把不可能变为可能的事情，心情就没有办法平静下来，觉得那才是人生的意义，人生不过短短数十年，难道真的就这样平庸的过下去吗?试想一下，这样安逸的过下去，到我临终告别这个世界的时候，我会是什么感受呢?会满意吗?会后悔一些想做的事情却没去做吗?我想我的回答应该是后者，我一直觉得人生就是一个过程，就像是我们的人生是爬一座山，山头是我们的终点。虽然我们的终点都是一样的，我们都将回归大自然，死亡，没有意识，没有知觉，更不会再有行动，这个躯壳会在高温下化为灰烬，什么也带不走，就那么轻轻的来，又轻轻的走，挥一挥衣袖，不带走一片云彩。但如果我们在那通向终点的旅程中能多看些风景，体会更多的感受，我们是不是就算赚到了呢，比那些选择安逸平庸道路的人我们是不是更有意义呢?我想，这样的人生才是充实的真正有意义的。
这也可能是我每次爬山都会选择不同的道路去山顶的根本原因吧，我不确定，但我想我的心知道。
看看三国时代的曹操刘备，为国家开疆扩土的进取精神，再想想现在的马云王石在他们自己的事业版图上的远见卓识，再看看身边那些拎起背包想走遍世界的每一个角落的人们，我们怎么能安于眼前的柴米油盐，可以生存就算可以了吗?可以生活的不错就算可以了吗?人生是为了生存下去?人生就是为了有车有房?我想应该不是，是时候想想我们的理想了，是时候想想我们那些想做但是没有去做的事情了，难道等到我们老了再去想吗?等到腿脚大脑不听使唤的时候再去后悔吗?后悔自己没有去做，那个时候只有一种结果，就是做过的就是做过了，没做过的绝对也做不成了，那趁我们现在年轻，有什么理由我们不去做呢?
现在可能是一个转折点吧，因为之前一直在为生计忙碌，为父母家庭摆脱贫困状态而努力，四年的奋斗终于让压在父母身上多年的担子减轻甚至消失了，让他们不再为生活重担而操心受累了，自己也开始奔向小康的道路上。年轻人，该向新的目标出发了。难免有些小知足，小安逸，可是这毕竟是一个很低的阶段，我以及家庭只是刚刚摆脱了贫困而已。相比起那些伟大的有理想的人这些连相比的资格都没有，连起跑线都还没到呢。如果现在就开始安逸，那我的一生就注定要平庸下去，没有色彩、没有掌声、没有认同，最起码自己的追求和理想都还没有实现，何敢说自己是幸福的。
还是得对自己说，年轻人，现在只是一个开始，一个开始奔向自己理想与追求的开始，现在行动还不晚，未来你将会变老，将会腿脚大脑不灵活，将会化为一团灰烬，什么也带不走，什么也留不下，只能是在自己失去知觉和意识的前一瞬间，看看自己一生走过的路，做过的事，是精彩就像好电影一样有无数个精彩镜头还是就一个单调的吃饭的画面，我想还是精彩点好一些。
初中完了两年，到了初三的时候才意识到自己应该考上高中，于是开始了学习到凌晨的日子；高中毕业后没有人生理想更没有方向的进入了社会，虚度一年后决心要做点事情的时候开始了学习能学到晕倒的境地，那些困难和别人的嘲笑换来的是不断的学习，换来的是20岁参加工作，22岁月薪过万，24岁帮家里解决房子以及家里孩子包括自己的终身大事，让父母没有了负担。
这跟那些伟大的人和那些伟大的事情只不过是皓月光辉下的一点萤火，但是我实现了我四年前想要的家庭幸福，接下来是一个全新的开始，是一个追求自己理想的新开始。现在就行动。
对了，还有一个但是，就是我现在才二十四岁，虽然我还没做出什么伟大的事业，但我还有那些伟大的人没有的时间。
我想对自己说，年轻人，继续前进吧，继续书写属于你自己的传奇，不要停下来。
上天也许注定我将会有一个不平凡的人生，我想可能是，谁知道我走到三十岁的时候又是怎样的一道风景呢。
是秋风萧瑟还是硕果累累呢?我不知道，但我会继续努力前进。