Preparation and Crystal Growth of Materials with Layered Structures

هدف از مجموعه فیزیک و شیمی مواد با ساختارهای لایه ای ارائه یک بررسی انتقادی از دانش کنونی ما در مورد خانواده بزرگی از مواد است که می توان آنها را به عنوان جامدات حاوی مولکول هایی توصیف کرد که در دو بعد تا بی نهایت گسترش می یابند و به طور آزاد روی هم چیده شده و کریستال های سه بعدی را تشکیل می دهند. البته، فیزیک و شیمی این کریستال‌ها فصل‌های خاصی در علم حالت جامد معمولی هستند، و بسیاری از دانشمندانی که در جستجوی پدیده‌های جدید بودند، در گذشته از دریافت اینکه مواد با ساختارهای لایه‌ای کاملاً عجیب و غریب نیستند، ناامید شده‌اند. حالات الکترونی و فونونی آنها دو بعدی نیستند و امیدهای زیادی که برخی از آنها برای تأثیرات ابعادی دیدنی در ابررسانایی داشتند از بین رفت. با این وجود، ویژگی‌های ساختاری و پیامدهای فیزیکی و شیمیایی آن‌ها، ساختارهای لایه‌ای را به اندازه کافی منحصر به فرد می‌کند تا آنها را به موضوعی جذاب برای تحقیق تبدیل کند. این بیشتر صادق است زیرا آنها در عایق ها و نیمه هادی ها و همچنین در فلزات معمولی و ابررسانا دیده می شوند. اگرچه در حال حاضر این سری عمداً به پوشش مواد معدنی محدود شده است، بسیاری از ساختارهای لایه‌ای آلی شناخته شده ممکن است موضوع جلدهای آینده باشند. از جمله ویژگی های قابل توجه ساختارهای لایه ای، مکانیسم های رشد خاص و عادات کریستالی را ذکر می کنیم. چند تایپیسم بسیار رایج است و یافتن 240 نوع مختلف در یک ماده شیمیایی بسیار جذاب است.

The goal of the series Physics and Chemistry of Materials with Layered Structures is to give a critical survey of our present knowledge on a large family of materials which can be described as solids containing molecules which in two dimensions extend to infinity and which are loosely stacked on top of each other to form three­ dimensional crystals. Of course, the physics and chemistry of these crystals are specific chapters in ordinary solid state science, and many a scientist hunting for new phenomena has in the past been disappointed to find that materials with layered structures are not entirely exotic. Their electron and phonon states are not two­ dimensional, and the high hopes held by some for spectacular dimensionality effects in superconductivity were shattered. Nevertheless, the structural features and their physical and chemical consequences singularize layered structures sufficiently to make them a fascinating subject of research. This is all the more true since they are met in insulators and semiconductors as well as in normal and superconducting metals. Although for the time being the series is intentionally limited to cover inorganic materials only, the many known organic layered structures may well be the subject of future volumes. Among the noteworthy peculiarities of layered structures, we mention specific growth mechanisms and crystal habits. Polytypism is very common and it is fasci­ nating indeed to find up to 240 different polytypes in the same chemical substance.