Khi đề cập đến các vật liệu 2D, có lẽ graphene sẽ được nghĩ đến đầu tiên. Việc lần đầu tiên đóng gói được tấm thép cacbon có độ dày nguyên tử vào năm 2004 đã tạo ra nhiều cảm hứng trong nghiên cứu để có thể cách mạng hóa mọi thứ từ công nghệ đến nguồn nước uống.

Ngoài một trong những đặc tính quan trọng của graphene đó là chất bán dẫn năng lượng vùng cấm trong đó nó có thể hoạt động vừa như một kim loại và vừa như một chất bán dẫn, nó còn có nhiều đặc tính khác mà các vật liệu 2D có. 

Giáo sư vật lý tại Trường Khoa học và Nghệ thuật thuộc Trường Đại học Penn - A.T. Charlie Johnson cho biết: “Một số đặc tính của vật liệu 2D là có thể cách điện, số khác là có thể phát ra ánh sáng và có đặc tính điện tử học spin. Nó có thể làm những gì graphen làm. Chúng ta có thể có các hệ thống chức năng dựa trên các vật liệu 2D, và sau đó có thể có được tất cả các đặc tính vật lý khác nữa”.

Trong nghiên cứu mới này, Johnson, giáo sư vật lý James Kikkawa và hai sinh viên đã tốt nghiệp là Carl Naylor và William Parkin đã chế tạo và đo được các đặc tính lớp đơn của vonfram ditelluride.

“Do vonfram ditelluride có độ dày 3 nguyên tử, nên các nguyên tử này có thể sắp xếp theo nhiều các các khác nhau. Ba nguyên tử này có thể có các cấu hình khá khác nhau so với những cái khác”, Johnson nói.

Giáo sư vật lý Marija Drndi, giáo sư hóa học, khoa học, kỹ thuật và vật liệu tại Trường Kỹ thuật và Khoa học ứng dụng Andrew Rappe, trưởng khoa cơ khí và cơ học ứng dụng Robert Carpick cũng đóng góp công sức vào trong công trình nghiên cứu này.

Do chúng có cấu trúc khác nhau nên chúng có khuynh hướng phát triển theo các hình dạng khác nhau. Một trong những đặc tính của hệ thống hình học tôpô này là bất kỳ dòng điện nào truyền qua vật liệu sẽ chỉ truyền được trên các gờ mép vật liệu này, và không có dòng diện nào có thể truyền qua trung tâm của vật liệu này. Khi các nhà nghiên cứu có thể tạo ra các vật liệu có độ dày đơn lớp có các đặc tính này, họ có thể gửi một tín hiệu điện tử nào đó để đi đến các vị trí khác nhau. 

Với vật liệu 2D này, chúng ta có thể hiểu rõ nhiều nhiều đặc tính vật lý. Các trạng thái điện tử tôpô rất thú vị và mới mẻ vì vậy nhiều nhà nghiên cứu đang nỗ lực để hiểu rõ chúng trong một vật liệu 2D nào đó. 

Nguồn: VISTA