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可能拓宽应用领域的人造石墨烯
发布日期:2017-12-18  来源:材料科技在线  浏览次数:216
 
  
  研究者通过人工创造出自然界最强韧的材料之一,可能拓宽了二维材料的应用领域。
 
  一支由哥伦比亚大学、普林斯顿大学、普杜大学和意大利理工学院的研究者组成的队伍,通过再创造一个半导体设备中的石墨烯的电子结构,设计了人造石墨烯。
 
  这种人造石墨烯允许研究者设计蜂巢晶格的变化来调节材料的电子行为。
 
  “这个里程碑似的研究定义了凝聚态科学和纳米制造新的制高点,”哥伦比亚大学的应用物理学和物理学博士Aron Pinczuk在一次发表中说,“通过半导体加工技术制造的人造石墨烯已经被证明比其它平台系统如光子、分子、光电子点阵等多了多功能性和潜在性。”
 
  “半导体人造石墨烯设备可以作为平台来探索新型电子交换机、具有卓越性能的晶体管甚至基于奇异的量子力学状态的新的存储信息的方式。”他补充道。
 
  而天然石墨烯只有一种原子排列,晶格中原子的位置是固定的。所以在石墨烯上进行的实验会被这些条件所约束。
 
  “这是一个迅速扩大的研究领域,我们正在揭示以前发现不了的新现象,”研究的合作作者、应用数学和应用物理教授Shalom Wind博士在一次发表中说道,“当我们基于电子控制人造石墨烯来探索新的设备时,我们可以解锁扩展先进光电子学和数据处理领域尖端科学的潜能。”
 
  研究者在标准的砷化镓半导体上研制出人造石墨烯。他们设计出一种分层结构,电子只能在非常窄的层间运动,可以有效地创造出二维片。
 
  他们使用纳米刻蚀创造出一个六方晶格,晶格中的电子被限制在横向上。
 
  通过距离50纳米相邻地排列位置,人造原子会产生量子力学的交互作用,类似于固体中原子的公用电子。
 
  研究者通过照射激光并且测量散射光来探测电子状态。
 
  散射光显示出类似于电子从一种状态跃迁到另一种的能量损失。当它们映射出这种转换时,研究者发现他们以线性的状态在狄拉克点附件接近零点。这种状态下电子密度消失,这是石墨烯的特征。
 
  研究结果发表在《Nature Nanotechnology》上。
 
 

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