Ibland, vetenskapliga fynd kan skaka grunden för det som en gång ansågs vara sant, vilket får oss att ta ett steg tillbaka och ompröva våra grundläggande antaganden.

En nyligen genomförd studie vid det amerikanska energidepartementets Argonne National Laboratory har ifrågasatt förekomsten av silicen, tros vara ett av världens nyaste och hetaste tvådimensionella nanomaterial. Studien kan ha stora konsekvenser för en elektronikindustri med flera miljarder dollar som strävar efter att revolutionera teknik på 80-skala, 000 gånger mindre än människohåret.

Silicen föreslogs som ett tvådimensionellt ark av kiselatomer som kan skapas experimentellt genom att överhetta kisel och förånga atomer på en silverplattform. Silver är den valda plattformen eftersom det inte kommer att påverka kislet via kemisk bindning och inte heller bör legering ske på grund av dess låga löslighet. Under uppvärmningsprocessen, när kiselatomerna faller på plattformen, forskare trodde att de ordnade sig på vissa sätt för att skapa ett enda ark av sammankopplade atomer.

Kisel, å andra sidan, finns i tre dimensioner och är ett av de vanligaste elementen på jorden. En metall, halvledare och isolator, renat kisel är extremt stabilt och har blivit avgörande för de integrerade kretsar och transistorer som kör de flesta av våra datorer.

Både silicen och kisel bör reagera omedelbart med syre, men de reagerar lite annorlunda. När det gäller kisel, syre bryter några av kiselbindningarna i de första eller två atomskikten för att bilda ett lager av kisel-syre. Detta, förvånande, fungerar som en kemisk barriär för att förhindra sönderfall av de nedre lagren.

Eftersom det bara består av ett lager av kiselatomer, silicen måste hanteras i vakuum. Exponering för vilken mängd syre som helst skulle förstöra provet fullständigt.

Denna skillnad är en av nycklarna till forskarnas upptäckt. Efter att ha deponerat atomerna på silverplattformen, initiala tester identifierade att legeringsliknande ytfaser skulle bildas fram till bulkkiselskikt, eller "blodplättar" skulle falla ut, som har misstagits som tvådimensionell silicen.

"Några av kiselplättarna i bulk var mer än ett lager tjocka, "sade Argonne -forskaren Nathan Guisinger från Argonnes Center for Nanoscale Materials." Vi bestämde att om vi hade att göra med flera lager kiselatomer, vi skulle kunna ta ut den ur vår ultrahöga vakuumkammare och ta upp den i luften och göra några andra tester."

"Alla antog att provet omedelbart skulle förfalla så fort de drog ut det ur kammaren, " tillade Northwestern University doktorand Brian Kiraly, en av studiens huvudförfattare. "Vi var de första som faktiskt tog fram det och utförde stora experiment utanför vakuumet."

Varje ny serie experiment presenterade en ny uppsättning ledtrådar om att detta var, faktiskt, inte silicen.

Genom att undersöka och kategorisera materialets översta lager, forskarna upptäckte kiseloxid, ett tecken på oxidation i de översta lagren. De blev också förvånade över att finna att partiklar från silverplattformen legerades med kisel på betydande djup.

"Vi fick reda på att det som tidigare forskare identifierat som silicen egentligen bara är en kombination av kisel och silver, "sade nordvästra doktoranden Andrew Mannix.

För deras sista test, forskarna bestämde sig för att undersöka materialets atomära signatur.

Material består av system av atomer som binder och vibrerar på unika sätt. Ramanspektroskopi tillåter forskare att mäta dessa bindningar och vibrationer. Inrymt inom Center for Nanoscale Materials, en användaranläggning för DOE Office of Science, spektroskopet tillåter forskare att använda ljus för att "skifta" positionen för en atom i ett kristallgitter, vilket i sin tur orsakar en förskjutning av sina grannars position. Forskare definierar ett material genom att mäta hur starka eller svaga dessa bindningar är i förhållande till den frekvens med vilken atomerna vibrerar.

Forskarna märkte något konstigt bekant när de tittade på vibrationssignaturerna och frekvenserna för deras prov. Deras prov uppvisade inte karakteristiska vibrationer av silicen, men det matchade de av kisel.

"Att ha så många forskargrupper och artiklar potentiellt fel händer inte ofta, " säger Guisinger. "Jag hoppas att vår forskning hjälper till att vägleda framtida studier och på ett övertygande sätt visar att silver inte är en bra plattform om du försöker odla silicen."