低維與奈米尺度系統
二維材料
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設想一張紙。它有寬度和長度，你能用手指劃過，但厚度小到幾乎察覺不到。二維材料就是這張紙的原子版：一種晶體，你能讓它在兩個方向上鋪開，但在第三個方向上只有一個或幾個原子那麼厚。
更確切地說，二維材料是一片扁平的薄板，它的厚度基本固定在原子尺度，卻能朝兩側自由延展。在同一層內部，原子之間結合得很牢；層與層之間的「膠水」卻很弱，正因如此，單獨一張薄片才能被剝離出來、獨自存在。由於上下方向幾乎沒有餘地，電子被壓得只能在平面內運動，這種限制使材料的電學和光學行為，和同樣物質做成的大塊晶體相比發生了改變。
這類材料之所以重要，是因為把一塊晶體削減到只剩一個平面，是通往量子世界最乾淨的途徑之一；如今已經有了一整個家族——導體、絕緣體、半導體、磁體——可以按需要堆疊起來。誠實的提醒是：「二維」是一個有用的理想化說法，而不是字面意義：每一張真實的薄片仍然有極小的厚度、有兩個面、有邊緣，而這些表面會以厚晶體永遠看不到的方式主導它的行為。
二硫化鉬，一種常見的乾性潤滑劑，也出現在某些機油裡，它的結構和石墨一樣是層狀的。把它剝到只剩一層、僅三個原子厚，它就變成了一種受光照射會發光的半導體——而那種厚厚的、灰撲撲的粉末從來不會有這種性質。
同一種物質，做成大塊時是灰暗的潤滑劑，削成單層二維薄片後卻成了會發光的半導體。
層與層之所以那麼容易剝開，並不是因為它們脆弱，而是因為層內的化學鍵很強，而層與層之間的作用力是溫和得多的凡得瓦吸引——正是這種微弱的黏附，讓壁虎的腳能貼在玻璃上。
又稱
另見