在半导体领域，合成大型、自由悬挂、单原子厚度的二维（2D）金属材料仍然具有挑战性，这是由于金属键的各向同性特性。在本项研究中，提出了一种
自下而上的方法来制造宏观上的大型、几乎自由悬挂的2D金（Au）单层，由纳米结构的补丁组成。
通过在Ir(111)基底上形成Au单层，并在Au/Ir界面嵌入硼（B）原子，实现了
悬挂的单原子Au片，具有六角形结构和三角形纳米级图案。
在B/Ir(111)基底上的Au双层中观察到周期性纳米点的替代图案。利用扫描隧道显微镜、X射线光谱学和理论计算，揭示了埋藏的B物种在形成纳米结构Au层中的作用。在基底解耦后Au单层的能带结构变化表明，从3D到2D金属键合的转变。所得的Au膜展现出显著的热稳定性，使它们适用于研究2D金的催化活性。
1. 样品制备：
- 所有样品在超高真空(UHV)条件下生长，基底压力低于2×10^-10 mbar。
- 使用MAX IV STM设置中的可变温度STM(VT XA SPM)和LEED光学系统。
- Ir(111)晶体表面通过多次1 keV Ar+离子溅射和1000°C退火清洁，直到STM观察到无吸附原子的原子级干净表面，并且LEED图案显示清晰的(1×1)六角形斑点。
- 样品温度使用直接焊接在Ir晶体侧面的可转移热电偶监测，并用辐射计双重校准。
2. 金(Au)膜沉积：
- 金在室温下从加热的坩埚中蒸发，蒸发速率通过石英晶体厚度监测器校准。
- 蒸发后的Au膜在400°C下后退火，以平整化层状结构。
3. 硼(B)原子嵌入：
- 通过电子束蒸发器在大约550°C的基底温度下，将元素硼从硼棒中蒸发并嵌入到Au/Ir界面。
- 样品在冷却过程中以大约10°C/min的速率缓慢冷却，以接近热力学平衡并最小化纳米结构中的动力学缺陷。
1. 二维金属纳米结构的制备方法：
- 提出了一种自下而上的方法来制造宏观上的大型、几乎自由悬挂的二维金（Au）单层，这些单层由纳米结构的补丁组成。这种方法通过在Ir(111)基底上形成Au单层，并在Au/Ir界面嵌入硼（B）原子来实现。
2. 硼（B）原子在形成纳米结构中的作用：
- 揭示了嵌入的硼（B）原子在形成纳米结构Au层中的关键作用。通过实验和理论计算，研究者们展示了B原子如何影响Au单层和双层膜的纳米结构形成。
3. 从3D到2D金属键合的转变：
- 通过改变Au单层的基底耦合，研究者们观察到了从三维（3D）到二维（2D）金属键合的转变。这种转变通过Au单层的能带结构变化来指示。
4. 二维金膜的热稳定性：
- 制备出的Au膜展现出显著的热稳定性，能够在高达500°C的真空中保持稳定，并且能够在环境条件下保持其结构，这为实际应用提供了可能。
5. 电子结构的变化：
- 使用角分辨光电子能谱（ARPES）技术揭示了纳米结构化Au单层与直接接触Ir金属的Au单层之间的能带结构差异，表明了从金属基底解耦的Au单层的电子结构转变为本质上的二维金属。
6. 纳米结构的模拟与优化：
- 利用通用力场（pGFN-FF）方法模拟了实际超胞中的原子结构，这种方法适用于包含超过10^4个粒子的周期性系统中的原子排列计算，为理解纳米结构提供了新的视角。
7. 二维金属的实验实现：
