两个石墨烯层之间的氙纳米团簇。图片来源：《自然·材料学》杂志

科技日报记者 刘霞

来自奥地利维也纳大学和芬兰赫尔辛基大学的科学家，首次在室温下稳定并直接成像了稀有气体原子的小团簇。最新成果为凝聚态物理及其在量子信息技术领域的应用开辟了可能性。相关研究论文发表于最新一期《自然·材料学》杂志。

最新研究的关键是将惰性气体分子纳入两个石墨烯层之间，这克服了稀有气体在室温条件下不能形成稳定结构的难题，并成功拍摄了稀有气体结构（氪和氙）的第一张电子显微镜图像。

维也纳大学团队在研究利用离子辐照改变石墨烯等二维材料的性质时发现：当使用惰性气体进行辐照时，它们可能会被困在两个石墨烯层之间。团队解释称，当稀有气体离子以足够快的速度穿透第一石墨烯层，而不穿透第二石墨烯层时，就会发生这种情况。

一旦被困在这些石墨烯层之间，惰性气体就可自由移动。但为了囊括这些稀有气体原子，石墨烯会弯曲并形成微小的气泡。两个或多个惰性气体原子会在这些气泡内相遇，并形成规则且紧密堆积的二维惰性气体纳米团簇。

团队使用扫描透射电子显微镜观察了这些团簇并对其进行了直接成像，发现这些团簇会旋转、跳跃、生长和收缩。

研究人员表示，下一步将研究不同稀有气体纳米团簇的性质，以及它们在低温和高温下的行为。由于稀有气体广泛应用于光源和激光器内，最新结构将有望在量子信息技术领域找到用武之地。