【解壓縮後的石墨揭示它的秘密】

江南布衣

【解壓縮後的石墨揭示它的秘密】

 

 

 

.石墨解壓縮：電子上的優勢

美國研究人員已對“邊緣國家”的石墨納米帶的第一個精確的測量。

 

這些國家已預計將有非凡的性能和工作可以幫助建立未來改進納米器件。

 

石墨是碳片只有一個原子厚，這種材料的納米帶是石墨納米帶剛跨越。

 

物理學家認為，這取決於它們是在切割的角度，這種帶應該有不同的範圍 - 和有益的技術 - 電子，磁性和光學性質。

 

這些屬性包括諸如在半導體中發現的帶隙，不存在較大的石墨片。

 

然而，直到現在，科學家們一直無法測試這些預測，因為他們不能學習切納米帶的邊緣，原子尺度的結構 - 因此確保他們的樣品有適當的邊緣。

 

這是因為隨著生產的納米帶是典型的直邊與短的只有綿延無序結構。

 

 

解壓碳

邁克爾 Crommie的在勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）和加州大學伯克利分校（UCB）團隊已經克服了在與使用掃描隧道顯微鏡（STM）的邊緣平滑特製的納米帶看這個問題。

 

這些絲帶取自宏杰戴的小組在斯坦福大學，在那裡他們受到化學解壓縮碳納米管（捲起的石墨薄片）生產 - 一種技術，生產的納米帶沿整個長度秩序井然，直邊。

 

研究人員發現，這些彩帶支持1D電子邊緣的國家和這些國家的電子被局限在納米帶邊緣，有能源的差距。“這種行為已經預言了很多年，但從來沒有實驗驗證，”Crommie告訴physicsworld.com。

 

在勞倫斯伯克利國家實驗室，UCB團隊開始通過旋塗在乾淨的納米帶黃金晶體。

 

下一步，科學家冷卻的納米帶裝飾的金晶體下降到6 K和STM成像與他們。

 

“我們能夠看到的納米帶原子尺度的結構和使用掃描隧道顯微鏡來衡量的邊緣各州地方密度 - 也就是我們衡量”裡“的電子是，”解釋 Crommie。“也就是說，通過測量在附近的納米帶邊緣不同位置STM針尖目前，我們能夠確定邊緣附近局限於電子空間分佈。”

 

“納米帶的邊緣狀態是真正的”

世界各地的研究小組預測，這種新型電子，納米帶的邊緣等光學和磁學性質可以被利用，原則上做出新的類型的設備 - 如自旋閥，納米帶開關，光電探測器和石墨。

 

“我們的新的實驗結果，加強對這些應用的追求，因為我們現在知道了納米帶的邊緣狀態是真實的，說：”Crommie。

 

“這項工作還可以幫助我們更好地了解在什麼樣的石墨發生的基本物理學的邊緣”，他補充道。

 

邊是重要的，因為任何其他部分的石墨有用，特別是作為納米結構為基礎的設備尺寸，降低到原子尺度。

 

“了解石墨邊緣行為，但是，已經落後於其他石墨研究滯後因準備和探索順利石墨邊緣的困難，說：”

 

Crommie。“我們的新成果推進我們的控制能力和表徵石墨尖端的納米結構，從而有助於推動和促進該領域提出新的思路和應用。”

 

小婷家的麻省理工學院，誰沒有參與這項工作，可以看到它的優點。

 

“這項工作是朝著理解和控制石墨納米帶邊緣，獨特的電子特性的一大步，並開闢了石墨烯納米帶的電子，自旋電子學和光學應用了許多機會，”

 

他說。Crommie的小組目前正在以不同的方式在改變石墨邊緣感興趣 - 通過電子摻雜的例子。

 

“我們要探索不同條件下納米帶的邊緣行為，既測試理論方面的材料的行為，並可能發現新的，意想不到的現象”，揭示Crommie。“我們的目標之一，是製造納米帶設備，使我們能夠同時探測原子尺度的納米帶結構和設備性能，並關聯這些屬性。”

 

結果進行了詳細的物理性質 10.1038/nphys1991。

 

關於作者

百麗Dumé是特約編輯nanotechweb.org

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/45980