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1.2 硅烯硅烯(Silicene)的结构与石墨烯(Graphene)的十分相似， 它是也是一种单层二文蜂窝状网格结构。2007 年，美国莱特州立大学的 Lew Yan Voon 在其读硕士期间发表的论文中使用了silicene 这个词汇，这种单层硅被称为硅烯。在石墨烯还未成为研究热点之前，Takeda等人就对第四主族能否形成单电子层结构做过研究。通过密度泛函理论(DFT)计算发现，石墨烯呈平面结构，对于硅烯，因为双键电子云重叠部分相对较小，杂化的状态以更弱的亚稳态状态存在，硅烯的结构是一种弯曲的(Buckled)层状结构。在石墨烯成为了人们的研究热点之后，人们又把注意力投向了硅的二文结构。Cahangirov 等人之后又对此重新进行了计算，发现与之前的结果重复，并且指出最稳定的结构是介于硅(111)面的金刚石结构(sp3)和完全平面结构(sp2)之间的低弯曲(Low-buckled)结构。此外，硅烯比石墨烯具有更强的自旋轨道耦合效应，使硅烯成为一种良好的拓扑绝缘体。硅烯的这些特性引起了对硅烯的研究热潮，最近，硅烯已经在实验中成功从金属和陶瓷衬底上制造了出来，其中包括，银(Ag)、铱(Ir)、二硼化锆(ZrB2)。通过第一性原理计算，理论上认为硅烯是可以从半导体衬底制造出来的，例如751方氮化硼(h-BN)、碳化硅(SiC)、硅(Si)、金刚石和硫化锌(ZnS)，这些硅烯可以被用于新型的硅烯纳米电子设备。对于它显著的物理特性，研究人员也做了很多工作，例如铁磁性、半金属性、量子霍尔效应、巨磁阻性和超导性。通过 DFT 计算，硅烯与石墨烯有相似的电学性能，如，硅烯与石墨烯的能带结构十分相似，π和π*能带在布里渊区的费米能级相交，产生一个无质量载流子—狄拉克费米子。硅烯本身与现有集成电路工艺的兼容性，使它成为了纳米技术应用方面最有潜力的材料。但实验上观测到的硅烯并不是像石墨烯，或者像之前理论预言的硅烯一样的 1×1 的蜂巢结构，而是形成一个更大周期的√3×√3 蜂巢结构，这就导致额外的翘曲结构。硅烯原子和石