據物(wù)理學家組織網5月18日(北京時間)報(bào)道,美國堪薩斯州立大學的(de)研究人員開發出一(yī)種新方法,可生產出大量形狀和尺寸可控的石墨烯量子點,這或將為電子學、光電(diàn)學和電磁學領域帶(dài)來革命性的變化。相關研究報告發表在近日出版的《自然?通(tōng)訊》雜(zá)誌上。
由(yóu)於邊緣狀態和量子局限,石墨烯(xī)納(nà)米結構(GN)的形狀和大小(xiǎo)將決定它們的電學、光學(xué)、磁(cí)性和化學特(tè)性。目前自上而(ér)下的GN合成方式有平板印刷術、超聲化學(xué)法、富勒烯開籠和碳納米管釋放等。但(dàn)這些方法都具有生(shēng)產率低、形狀尺寸不可控、邊(biān)緣不光滑、無(wú)法輕易轉移(yí)至其他基底或溶解於其(qí)他溶劑等問題。
該校化學(xué)工程係(xì)的維卡斯?貝裏(lǐ)教授(shòu)等科(kē)研人員利用鑽石(shí)刀刃對石墨進行納米切割(gē),使其變成石(shí)墨納米塊,這是形成石墨(mò)烯量(liàng)子點的前提。這些納米塊隨後將呈片狀脫落(luò)形成超小的碳原子片,生(shēng)成的ID/IG比值介於0.22和0.28之間(jiān),粗糙度低於(yú)1納米的石墨烯結構。科研團隊(duì)通過高分辨(biàn)率的透射電子顯微鏡和模(mó)擬證明,生成的GN邊緣筆直、光滑,而通過控(kòng)製GN的形狀(正方形、長方形、三角形和帶(dài)狀(zhuàng))和尺寸(不超過100納米),研究人員能夠大範圍控製石墨烯的特性,使(shǐ)其應用於太陽(yáng)能電池、電子設備、光學染料、生物標記和複合微粒係統等方麵。
貝裏表示,新型石墨烯量子點材(cái)料在納米技術領域具有巨大的發展潛力,他們期望能通過此次研(yán)究進一步促進石(shí)墨烯量子點的發展。
總編輯圈點
石墨烯出現短短(duǎn)幾年,產業界已有很多人預言它將成為未來電子業的中堅材料。製造納米級(jí)的(de)石墨烯點以代替矽晶單元(yuán),是石墨烯在電子業應用的(de)關鍵一步,也是(shì)現在各國科學家競相(xiàng)探索的目標。今年年初,美國萊斯大學成功利用碳纖維製造了納米級的石墨烯圓片,效率比(bǐ)以往大為提高。這次堪(kān)薩斯大學實驗成功的“石(shí)墨納米切割”方式,進而能夠控(kòng)製石墨烯納米點的形狀,無疑開辟了一條新的技術思路。
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