中国科学家实现石墨烯纳米结构原子级精准可控折叠

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2019-09-06 11: 26: 01

资料来源:中国新闻网

作者:$ {新记者的名字}

主编:孙静波

2019年9月6日11: 26来源:中国新闻网参与互动

原子精密石墨烯折纸构建三维石墨烯纳米结构。中国科学院/照片提供

国际第一次!中国科学家实现石墨烯纳米结构的原子级精确可控折叠

北京,9月6日(记者孙子发)中国科学院6日宣布,该研究所物理研究所院士高红军率领的研究小组最近实现了石墨烯纳米结构折叠的原子级精密控制世界时间。这是世界上尺寸最小,可定制的石墨烯“折纸”。

精确控制折叠方向和旋转堆叠双层石墨烯的连续可调角度。中国科学院/照片提供

中国科学家在石墨烯领域的重要研究成果发表于北京时间早期权威国际学术期刊《科学》。

据了解,新型低维碳纳米材料及其新型性能的探索一直是科学技术领域的前沿科学问题之一,二维石墨烯晶格结构被认为是其中的主要材料。许多其他碳纳米结构。理论预测表明,在原子尺度上,通过弯曲石墨烯,可以构建具有新颖电子特性的纳米结构,但是可以在单个原子尺度下精确地折叠石墨烯,特别是根据特殊需要在特定方向上对石墨烯进行折叠。折叠极具挑战性。

具有手性结构和电子可调状态的一维碳纳米边界结构的构造。中国科学院/照片提供

受折纸艺术的启发,折叠操作通常巧妙地用于许多科学和技术领域。最近,高红军院士等研究团队的陈辉博士通过科学研究首次实现了石墨烯纳米结构的原子级精确可控折叠,并构建了一种新型的准三维石墨烯纳米结构。它由两层石墨烯纳米结构和一维碳样碳纳米管结构的二维旋转堆叠组成。

折叠的双晶石墨烯纳米片精确地构造异质结结构。中国科学院/照片提供

通过扫描探针操作技术,研究团队实现了五项突破:一是原子级精密折叠和石墨烯纳米结构的展开;另一种是在任何方向上重复折叠相同的石墨烯结构;三是精确堆叠角度可调旋转堆叠两层石墨烯纳米结构;第四,构建准一维碳纳米管纳米结构;第五,双晶石墨烯纳米结构的可控折叠和异质结的构造。该团队还发现,通过石墨烯“纳米光化”获得的准一维纳米管异质结具有不同的能带排列。

扫描探针效果示意图。中国科学院/照片提供

世界上第一次,中国科学家已经实现了原子尺度精度,按需,并且是目前世界上最小的石墨烯“折纸”。它还可用于构建其他新型二维原子晶体材料的折叠纳米结构。批量生产量子器件,构建各种二维原子晶体材料及其异质结量子器件的复杂折叠结构,并原位清洁研究折叠结构的物理性质,然后制备功能纳米结构及其量子器件。其新颖的物理现象对构建新的量子材料和量子器件(机器)及其应用具有重要的科学意义。 (完)

[编辑:孙静波]

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