Le plombène est réalisé par recuit d'un film de plomb (Pb) ultrafin sur palladium Pd(111). Le matériau de surface résultant a la structure en nid d'abeille caractéristique d'une monocouche 2D, comme le révèle la microscopie à effet tunnel. Étonnamment, sous le plombé, un film mince d'alliage palladium-plomb (Pd-Pb) se forme avec une structure en bulles (Fig. 4 (a)) rappelant une structure Weaire-Phelan, qui a inspiré la conception du Centre national de natation de Pékin ("Cube d'eau") des Jeux olympiques de 2008 à Pékin. Crédit :Junji Yuhara
Matériaux bidimensionnels constitués d'éléments du groupe 14, cousins du graphène, ont suscité un énorme intérêt ces dernières années en raison de leur potentiel unique en tant qu'isolants topologiques utiles.
En particulier, la possibilité jusqu'ici purement théorique d'un matériau nid d'abeille 2-D à base de plomb, appelé plombène, a suscité beaucoup d'attention parce qu'il a la plus grande interaction spin-orbite, en raison de la structure électronique orbitale du plomb et donc de la plus grande bande interdite d'énergie, ce qui en fait potentiellement un isolant topologique 2D robuste dans lequel l'effet Hall de spin quantique pourrait se produire même au-dessus de la température ambiante.
Pour cette raison, trouver une méthode fiable et bon marché de synthèse du plombène a été considéré comme un objectif important de la recherche en science des matériaux.
Maintenant, Des chercheurs dirigés par l'Université de Nagoya ont créé du plumbene en recuisant un film de plomb ultrafin (Pb) sur du palladium Pd(111). Le matériau de surface résultant a la structure en nid d'abeille caractéristique d'une monocouche 2-D, comme le révèle la microscopie à effet tunnel.
Étonnamment, sous le plombé, un film mince d'alliage palladium-plomb (Pd-Pb) se forme avec une structure de bulle rappelant une structure de Weaire-Phelan (qui divise l'espace en cellules de volume égal avec la plus petite surface totale des parois entre elles, résoudre le "problème Kelvin"). La structure Weaire-Phelan a été l'inspiration pour la conception du Centre national aquatique de Pékin ("Cube d'eau") des Jeux olympiques de 2008 à Pékin.
L'image du microscope à effet tunnel montre la structure en nid d'abeilles révélatrice d'une couche monoatomique 2D de plomb cultivée sur le substrat de palladium (111). Crédit :Junji Yuhara, Bangjie He, Noriaki Matsunami, Masashi Nakatake et Guy Le Lay
Le chef du groupe, le professeur Junji Yuhara, rappelle en plaisantant que le cas du cube d'eau de Pékin et de la structure Weaire-Phelan n'est pas la première fois que les architectes et les scientifiques des matériaux s'inspirent mutuellement. "L'architecte Buckminster Fuller a conçu la sphère géodésique pour l'Exposition universelle de 1967 à Montréal, et plus tard le [forme carbonée] Buckminster Fullerene, C60, a été nommé d'après lui."
Selon le professeur Yuhara, « Le plombène et le « nano cube d'eau » sont un bel ajout au Nano Nature World. Les bâtiments des Jeux olympiques de Tokyo 2020, les JO de Paris 2024, Expo 2020 Dubaï, Expo 2023 Buenos Aires, Expo 2025 Osaka, et ainsi de suite peuvent également être à nouveau mis à l'honneur en tant que futurs nouveaux matériaux, " il dit.
"L'avènement du plombène, " remarque le professeur Yuhara, " était attendu depuis longtemps, et vient après la création de Silicène en 2012, germanène en 2014, et stanene en 2015. Cela va certainement lancer une ruée vers les candidatures."
