液态金属合成更好压电材料：原子级薄单硫化锡-成为柔性可穿戴设备能量收集的潜在材料
墨尔本皇家理工大学RMIT和新南威尔士大学的合作研究将液态金属合成应用于压电材料，推动未来柔性可穿戴电子设备和生物传感器从人体运动中获取能量。据预测，原子级薄的单硫化锡(SnS)等材料将表现出强大的压电特性，从而将机械力或运动转化为电能。该研究成果已于2020年7月在《自然通讯》上发表。
这种特性，加上其固有的灵活性，使它们很可能成为开发柔性纳米发电机的候选材料，可用于可穿戴电子产品或内部自供电的生物传感器。
然而，迄今为止，由于层间强耦合造成的困难，这种材料开发一直受到大型、高结晶单层锡–单硫化物的合成限制未发挥其应有潜力。
这项新研究通过应用RMIT开发的一种新型液态金属技术合成材料，解决了这个问题。
随后的测量结果证实，使用新方法合成的单硫化锡表现出优异的电子和压电性能。
由此产生的稳定、柔性单层单硫化锡可结合到各种设备中，从而实现高效的能量收集。
这项工作始于两年半前，RMIT和UNSW之间的强强合作使其取得了成果。
液态金属合成
所使用的前所未有的合成技术涉及到硫化锡（SnS）的范德华剥落，硫化锡在熔化时会形成在锡的表面，同时暴露于硫化氢（H2S）气体的环境中。H2S在界面上分解，并使熔体表面硫化，形成SnS。
该技术同样适用于其他单层IV类单硫族化物，据预测将表现出同样的强压电性。
这种基于液态金属的方法使我们能够以最小的晶界提取出均匀的、大规模的SnS单层。
测量结果证实了该材料具有高载流子迁移率和压电系数，对于特定施加应变可转化为出众的产生电压和负载功率峰值，比以前报道的任何2D纳米发电机都要高。还展示了设备的高耐用性和灵活性。
这证明了非常稳定的合成单层SnS可以实现商业化的纳米发电器件。它们也可以用于开发传感器，用于采集人体机械运动能，用于智能，便携式和柔性电子产品。
该研究成果是向基于压电的、柔性可穿戴器件能量收集迈出的重要一步。同时也提出了一种前所未有的大（晶圆）尺度的单硫化锡合成技术。
