科學家發現突破性材料:石墨烷


科學家發現突破性材料:石墨烷



禾石水晶。這種新穎的二維材料是通過將氫原子(紅色)連接到晶體中的每個碳原子(藍色)而從石墨烯(單層碳原子)獲得的。

曼徹斯特大學的研究人員開發出了一種突破性的新材料,即石墨烯,它來自石墨烯。

2004年在大學發現的石墨烯是一種單原子厚度的晶體,具有不尋常的高導電性,很快成為物理學和材料科學中最熱門的話題之一。它也適用於電子和光子學的許多未來應用。但是今天(2009年1月30日星期五)由Andre Geim教授和Kostya Novoselov博士發表的研究表明,它的用途可能遠大於2004年發現石墨烯的團隊。 科學家發現了突破性的材料:Graphane。

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具有由石墨烯製成的電極的液晶裝置,施加不同的電壓。圖像的總寬度為30微米。

這是因為來自大學物理與天文學院的科學家發現石墨烯會與其他物質反應形成具有不同特性的新化合物 - 為電子領域的發展開闢了更多的機會。作為研究的一部分,今天發表在領先的科學期刊“ 科學”上,Geim教授和Novoselov博士用氫將高導電性石墨烯改性成新的二維晶體 - 石墨烯。

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在石墨烯中的每個碳原子上添加氫原子實現了新材料,而沒有改變或損壞獨特的單原子厚度的“雞絲”結構本身。但是,與石墨烯一樣,新物質石墨烯不具有高導電性,而是具有絕緣性。研究人員表示,研究結果表明,這種材料可以用化學方法進行改性 - 為發現更多基於石墨烯的化學衍生物掃清了道路。

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“石墨烯是一種優秀的導體,適用於許多電子應用,”Novoselov博士說。“然而,人們很容易想辦法通過化學方法來獲得對其電子特性的額外控制。“我們的工作證明這是一條可行的途徑,並希望能為其他基於石墨烯的化學衍生物打開閘門。這應該會大大擴大可能的應用範圍。“

石墨烯的獨特電子特性已經使研究人員研究了這種材料可用於開發越來越小而快的晶體管的方法。然而,電子光譜中缺乏能隙迫使科學家們為此目的使用相當複雜的基於石墨烯的結構,如量子點接觸和量子點。

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石墨烯可以被改造成新材料,微調其電子特性的發現,開闢了這種真正多功能材料開發未來電子設備的越來越豐富的可能性。Geim教授說:“現代半導體產業利用整個時期表:從絕緣體到半導體再到金屬。“但如果對單一材料進行修改以涵蓋電子應用所需的整個頻譜,該怎麼辦?

“想象一下石墨烯晶圓,其所有互連都是由高導電性的原始石墨烯製成的,而其他部分則經過化學改性,成為半導體並用作晶體管。”曼徹斯特研究人員通過將原始石墨烯暴露於原子氫,生產出高質量的石墨烯晶體。該方法展示了一種基於石墨烯製造許多其他超薄晶體材料的方法。

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