8月24日 ， 国际学术期刊《自然·物理》在线刊发了电子科技大学夏娟研究员、王曾晖教授与合作者的研究成果《二硒化钨-二硒化钼双层异质结的层间强耦合及高压调控研究》 。 他们借助能产生百万大气压强的金刚石对顶砧（DAC）装置 ， 针对仅有蝉翼千分之一厚度的二维异质结材料开展了极高压研究 。
在研究中 ， 科学家们巧妙地利用了二维异质结的结构特点 ， 对仅有原子级厚度的纳米材料实现了高效压缩 ， 并观察到了一系列新奇的物理现象 。
重于泰山：金刚石压砧技术
“金刚石对顶砧装置在对微小样品施加超高压强方面 ， 具有得天独厚的优势 ， 是一项非常强大的实验手段 。 ”夏娟说 。
那么 ， 金刚石对顶砧装置是如何产生超高压强的？
【让原子级厚度的材料更薄，只需两个钻石】金刚石对顶砧装置的主要部分是两颗尖对着尖的钻石（金刚石压砧） ， 以及包围住两颗金刚石尖顶（也称为砧面）之间极小空间的垫片 。
“当我们推动金刚石压砧中的两个金刚石相向而行时 ， 金刚石尖顶之间的空间被急剧压缩 ， 空间中除了样品 ， 还充满了液体传压介质（例如硅油） 。 ”夏娟解释说 ， 由于垫片就像一道箍一样 ， 紧紧地箍住了这些液体传压介质令其无处释放 ， 因此样品所在空间的压强就会急剧上升 ， 从而在样品上施加一个巨大的静水压 ， 类似于潜入深海时受到的不断增加的海水压强 。
采访人员了解到 ， 由于金刚石顶部砧面直径很小 ， 通常只有几分之一毫米 ， 即差不多4—8根头发丝的直径 ， 因此可以把金刚石底部平面受到的压力高效集聚 ， 从而在金刚石的顶部达到很高的压强 。 我们日常生活环境的压强是1个大气压 ， 海底一万米的压强约为1000个大气压 ， 而利用该装置则可轻松实现百万大气压的高压环境 。
那么百万大气压究竟有多大呢？人们常开玩笑说“压力山大” ， 我们以泰山为例来估算一下 。 泰山主峰1450米高 ， 以岩石密度为水的3倍计 ， 则被压在山底下需要承受来自山体的压强为400多个大气压 。 因此 ， “重于泰山”其实远远不足以形容金刚石对顶砧产生的压强 。
薄如蝉翼：新型二维异质结材料
二维材料是一类目前受到广泛关注的新型材料 ， 其最显著的特点是可以薄到仅有原子级别 ， 仍然能够保持优异的材料性能 。 那“原子级别”究竟是多薄呢？一般的蝉翼是几个微米的厚度（也就是头发丝的十分之一左右） ， 而物理学家研究的二维材料一般是纳米级别的厚度 ， 甚至不到蝉翼的千分之一 。 因此 ， “薄如蝉翼”其实远远不足以形容二维材料的薄 。
那什么是二维异质结呢？“从结构上来说 ， 可以理解为将不同的二维材料通过特定的方式堆垛起来 ， 构成新的二维材料 ， 类似于将两片（或多片）不同的‘蝉翼’贴在一起 ， 形成一种新的‘复合蝉翼’ 。 ”王曾晖说 。
对科学家来说 ， 各种二维材料就像乐高积木一样：通过选择采用不同的二维材料、不同的堆垛方式 ， 可以构成各类新奇的乐高作品——二维异质结 。 这就相当于可以人为地设计出几乎无限多种新型二维结构 ， 而每种结构都可能具有不同的材料物理特性 ， 因此在很多研究领域中 ， 二维异质结都是一类非常具有潜力的新型材料结构 。
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