在不久的将来纳米技术中许多可预见的有源系统将是可弯曲和可拉伸的。这是为了满足对能够适应任意复杂物体形状并将日常物品组合在交互网络中的智能技术的初期需求。设想所谓的物联网的设备。在这种情况下，可弯曲膜将成为应变传感器、可穿戴电子和光子学、柔性等离子体、可植入机器人皮肤等应用的基石。许多有机和无机材料已被提议作为柔性材料的候选材料器件集成和二维 (2D) 材料可能在这方面发挥关键作用，因为它们具有强大的机械性能，在断裂前保持高水平的应变，并辅以适用于纳米光子学和电子学应用的光学和电子特性。此外，应变工程已被证明可以利用电子带隙调谐、激子操纵、载流子迁移率提升等机制为基于 2D 材料的功能应用提供绝佳机会。尽管对剥离或沉积的 2D 薄片的研究很有希望，但样品的横向尺寸通常限于微米级，这限制了它们与实际技术设备的集成。相反，Xenes通常通过外延方法沉积，从而确保大规模均匀性。在这种情况下，硅烯是一个很有前途的候选者，可以在 cm2 规模上扩展柔性设备，同时保持与互补金属氧化物半导体平台的兼容性，更普遍地适用于无处不在的硅半导体技术（甚至包括柔性电子产品）。然而，硅烯的物理性质受其最常用的外延模板的强烈影响，这在一定程度上限制了二维材料的技术开发范围。
来自意大利米兰比可卡大学和意大利Unit of Agrate Brianza的学者报告了基于硅烯层（硅的 2D 形式）的可弯曲膜，方法是将硅烯层与原生块状基板完全分离，然后转移到任意柔性基板上。宏观机械变形的应用在硅烯的拉曼光谱中引起应变响应行为。本研究还表明，弹性张力松弛下的膜容易形成微观皱纹，显示出硅质层中局部产生的应变，这与在宏观机械变形下观察到的一致。光热拉曼光谱测量揭示了硅烯皱纹中与曲率相关的热分散。最后，作为硅烯膜技术潜力的有力证据，本研究证明它们可以很容易地引入光刻工艺流程，从而定义灵活的设备就绪架构，例如压敏电阻，从而为在完全硅兼容的技术框架中取得可行的进步铺平了道路。相关文章以“Bendable silicene membranes”标题发表在Advanced Materials。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202211419
图 1 用于制造基于硅烯的膜的加工步骤示意图。(a) 在硅烯（或硅烯-锡烯异质结构）和 Al2O3 覆盖层沉积后，用 (b) 镊子和 (c) 蓝色 Nitto 胶带翻转样品进行云母机械分层。(d) 然后将样品翻转回来并附着在新的目标柔性基板上，从而可以(e)表征可弯曲膜在机械变形下的特性。
图 2 硅烯膜的拉曼光谱应变响应。(a) 用于将宏观单轴应变应用于可弯曲硅烯膜的装置草图。(b) 弯曲仪器安装在拉曼光谱设置的显微镜下，用于应变相关测量。基于单层和多层硅烯的可弯曲膜的拉曼研究（c）没有和（d）有锡烯层以形成作为施加应变的函数的异质结构。（d）拉曼模式的频率位置基于单层和多层硅烯的可弯曲膜（e）没有和（f）有锡烯层以形成异质结构作为施加应变的函数。
图 3 微应变变形在硅烯膜中形成皱纹。(a) 导致在膜中形成微皱纹的张力释放过程的卡通图和标有皱纹区域的样品光学图片。(b) 选定皱纹的 AFM 形貌和高度轮廓。(c) 主硅烯拉曼峰频率位置的空间图。(d) 皱纹膜的应变（顶部）和非应变（平坦）区域拉曼模式的光热测量。通过在 0.5-60
mW 范围内改变入射激光功率来进行测量。
图 4 膜上定义的器件图案的处理和电气特性。(a) 在 Xenes 和 Al2O3沉积后，将样品从真空中取出，随后通过光刻进行图案化，从而在金属沉积和随后的剥离后获得电接触，例如微型加热器或XFab 标志（b) 样品通过镊子翻转云母分层，然后 (c) 再次翻转以附着在任意柔性/刚性基材上（照片中的 PET 聚合物或纸片）。(d) 用于包裹膜的常见实验室物体的图像。每个物体都有不同的直径 d 与不同的应变值 ε 相关联。(e) 处理前和包裹十天后膜的拉曼表征。
总之，本研究已经证明，可以从在 Ag(111) 上或异质结构配置中生长的外延单层和多层硅烯开始获得可弯曲的硅烯基膜，其中锡烯层降低了硅烯与金属的电子相互作用衬底并增强所施加应变的机械传递，如观察到的最大拉曼位移所证明的那样。这些配置使我们能够通过拉曼光谱研究硅烯对宏观和微观尺度上的应变的响应。特别是，在硅烯-锡烯异质结构的情况下，多层硅烯的应变响应度最大，因此有望应用于柔性电子产品。所提出的工艺流程通常可以扩展到外延 Xenes 类，并且很容易适用于 Ag 负载的 Xenes，如硼烯、锑烯、锡烯。特别是，对于硅烯的情况，本研究的结果铺平了将独立或异质结构配置的降维硅引入灵活和应变响应应用的方法。（文：SSC）
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