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新方法可生产形状尺寸可控的石墨烯量子点
zj2635
2012/05/20
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物理知识
科技日报 2012年05月19日 星期六
本报讯 (记者张巍巍)据物理学家组织网5月18日(北京时间)报道,美国堪萨斯州立大学的研究人员开发出一种新方法,可生产出大量形状和尺寸可控的石墨烯量子点,这或将为电子学、光电学和电磁学领域带来革命性的变化。相关研究报告发表在近日出版的《自然·通讯》杂志上。
由于边缘状态和量子局限,石墨烯纳米结构(GN)的形状和大小将决定它们的电学、光学、磁性和化学特性。目前自上而下的GN合成方式有平板印刷术、超声化学法、富勒烯开笼和碳纳米管释放等。但这些方法都具有生产率低、形状尺寸不可控、边缘不光滑、无法轻易转移至其他基底或溶解于其他溶剂等问题。
该校化学工程系的维卡斯·贝里教授等科研人员利用钻石刀刃对石墨进行纳米切割,使其变成石墨纳米块,这是形成石墨烯量子点的前提。这些纳米块随后将呈片状脱落形成超小的碳原子片,生成的ID/IG比值介于0.22和0.28之间,粗糙度低于1纳米的石墨烯结构。科研团队通过高分辨率的透射电子显微镜和模拟证明,生成的GN边缘笔直、光滑,而通过控制GN的形状(正方形、长方形、三角形和带状)和尺寸(不超过100纳米),研究人员能够大范围控制石墨烯的特性,使其应用于太阳能电池、电子设备、光学染料、生物标记和复合微粒系统等方面。
贝里表示,新型石墨烯量子点材料在纳米技术领域具有巨大的发展潜力,他们期望能通过此次研究进一步促进石墨烯量子点的发展。
总编辑圈点
石墨烯出现短短几年,产业界已有很多人预言它将成为未来电子业的中坚材料。制造纳米级的石墨烯点以代替硅晶单元,是石墨烯在电子业应用的关键一步,也是现在各国科学家竞相探索的目标。今年年初,美国莱斯大学成功利用碳纤维制造了纳米级的石墨烯圆片,效率比以往大为提高。这次堪萨斯大学实验成功的“石墨纳米切割”方式,进而能够控制石墨烯纳米点的形状,无疑开辟了一条新的技术思路。
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