二维金刚石（diamane）：现状和未来展望

二维金刚石，或称diamane，是一种具有独特物理性质的超薄薄膜，它将块状晶体的创纪录值与纳米级性质的优异特征相结合。在目前的研究阶段，对二维金刚石性质的研究主要集中在理论方面，实验工作主要集中在合成方面。后者是最棘手的问题，因为由于表面效应的影响，涉及施加高压的传统方法并不完全适用。对于diamane 研究，这带来了许多挑战，这是本文的主要目的和范围。论文还讨论了迄今为止取得的进展，并概述了该领域的前景。

二维金刚石，尤其是其从几层石墨烯的合成路线仍处于早期研究阶段，仍面临许多挑战，属于一种“成核障碍”。显然，这是一项值得投入的研究工作，有望将晶圆级多层石墨烯化学转化为diamane——单晶金刚石薄膜，这种材料具有诱人的特性和广泛的应用范围。这种材料具有诱人的特性和广泛的应用范围。以及类似 h-BN 到 c-BN 的转化，这应该可以为超宽带隙电子学开辟新的途径。具有宽范围光学透明度的超硬涂层也是用于量子计算、超导、生物活性衬底、生物传感器等的单光子发射体缺陷中心的主体材料。二维金刚石的电子特性在很大程度上取决于表面终止类型（和表面取向），因此它在纳米光学和纳米电子学方面有潜在的应用潜力，可以作为一个很有前途的微纳米机电系统平台。事实上，与二硫化钼和单层石墨烯等其他2D材料相比，小型二维金刚石纳米片谐振器具有更高的固有频率和更大的质量因子，这表明热弹性阻尼降低。

化学诱导相变似乎是制取diamane的方法，其可行性已在许多实验中得到证实。除了薄膜的生产，它还可以用于改变纳米团簇的结构，如无定形碳无压形成纳米金刚石。此外，它似乎也可以转化其他无机结构，例如，表面活性基团(原子)的影响引发了h-BN层的连接，从而产生了具有不寻常电子的材料。

另一方面，范德华异质结构的前景表明可能合成金刚石/BN 异晶格。化学诱导的相变原子异质层数量的增加可以成为获得完全新颖的纳米结构、层间键合超晶格的工具，其中diamane 区域周期性地形成，由石墨烯前体，或由连接的f -diamane和h -diamane的侧向金刚石异质结构。最后——“石墨烯-diamane-金刚石”的闭环——是使用大面积二维金刚石作为基底，进一步CVD生长大块金刚石。这种衬底固有的金刚石结构已经模糊了金刚石生长中同质外延和异质外延之间的区别，并提供了获得高质量金刚石薄膜的方法。二维金刚石本身的光子提取优于三维钻石，为类似的量子位形成色心提供了潜在更好的介质，用于量子技术。