拓扑超导电性可能是一种扭曲

正没有人会质疑石墨烯是一种令人兴奋的材料,或许它的发现者值得获诺贝尔奖。如果你是一个强关联电子材料爱好者,石墨烯的单层碳原子原本没有多少吸引力。这一印象在今年早些时候发生了变化,当时有两项关于"扭曲石墨烯"的新实验报道。这种非典型形式的石墨烯由一对紧靠的单层石墨烯片组成,扭转使它们的碳原子稍微偏离上下对准(见图)。第一个实验表明,一个小的扭转角使传导电子形     

石墨烯：一种新的量子材料

石墨烯是一种仅由碳原子构成的二维材料.由于其独特的二维六角蜂窝状的晶格结构、载流子的狄拉克费米子行为及其他奇妙的物理特性,近些年来引起了人们的广泛关注.同时,它还展现出在电子、信息、能源等多个领域的巨大应用前景.曼彻斯特大学的安德烈.海姆（A.K.Geim）和康斯坦丁.诺沃肖洛夫（K.S.Novoselov）因其在石墨烯制备和研究方面的开创性工作获得了2010年的诺贝尔物理学奖.     

硅烯和锗烯的生长及其机制研究

正硅烯和锗烯分别是由硅原子和锗原子组成的具有类似石墨烯结构的二维材料。与组成石墨烯的sp~2杂化的碳原子不同,硅原子和锗原子在能量上更倾向于sp~3杂化,这是一种三维的共价键构型,所以在自然界中不存在类似石墨那样的层状结构的块体硅和锗,因此也不可能像剥离石墨烯那样从块体中得到硅烯和锗烯单层。这两种材料的生长需要使用单层可控的沉积技术,并选择合适的基底,从而使硅和锗倾向于二维平面生长而     

一个新材料的亮相——石墨烷

英国曼彻斯特大学由A.Geim和K.Noveselov教授所领导的研究组在2004年开发出一种奇异的材料"石墨烯(gra-phene)".这种材料是由碳原子构成的二维晶体,它具有良好的导电、导热性能,它虽然很薄,但强度却很高.     

世上本无材,只因人精彩

正据说只是在2004年之前不久,英国曼彻斯特大学的Andre Geim课题组用胶带纸从单晶石墨片上粘贴撕扯下来一种单层碳原子膜,由此发现了一种原本被认为不可能稳定存在的新二维物质—石墨烯(graphene)。这应该是人类正儿八经发现的第一个真正的平面碳二维材料,从而揭开了石墨烯研究的"潘朵拉盒子",触发了全世界特别是中国对各种二维、准二维和伪二维材料的探索。十多年过去了,石墨烯成为万众景仰的     

石墨烯制备方法及粒径对复合材料热导率的影响

石墨烯是由碳原子构成的单原子厚度的二维层状材料,具有许多优异的性能,是当前国内外研究热点之一,受到物理、化学、材料、电子、能源、生物和信息技术等领域的广泛关注。石墨烯是目前所测得导热系数最高的材料,在强化传热领域具有潜在的应用价值。较为系统地研究了石墨烯的制备方法及石墨的粒径对环氧树脂复合材料热导率的影响。实验发现,所采用的三种插层剂(硫酸、十四烷基胺及FeCl3)中,添加量较少时(如体积分数为1%),十四烷基胺插层法最为有效。而添加量较高时,硫酸插层制备的石墨烯纳米片效果最佳。制备石墨烯纳米片所采用的石墨粒径较大时,石墨烯/环氧树脂(Epoxy)复合材料的热导率越高。通过优化石墨烯的制备方法,石墨烯纳米片在体积分数为3.9%时,其热导率可达0.94 W·m~(-1)·K~(-1)),比基体材料提高了2.6倍。     

石墨烯封装单层二硫化钼的热稳定性研究

将单层二硫化钼用石墨烯进行封装,构造了石墨烯和二硫化钼的范德瓦耳斯异质结构,并且分别在氩气（Ar）和氢气（H₂）氛围下,详细研究了被封装的二硫化钼的热稳定性.结果表明：在氩气氛围中,石墨烯封装的二硫化钼在400–1000℃下一直保持稳定,而石墨烯和氧化硅上裸露的二硫化钼在1000℃时几乎全部分解;在氢气氛围中,石墨烯封装的二硫化钼在400–1000℃下一直稳定存在,而石墨烯和氧化硅上裸露的二硫化钼在800℃下已经完全分解.综上可得,在氩气和氢气的氛围下,被石墨烯封装的二硫化钼的热稳定性得到了显著的提高.该研究通过用石墨烯将单层的二硫化钼进行封装以提高其热稳定性,在未来以单层二硫化钼作为基础材料的电子器件中,可以保证其在高温下能够正常工作.该研究也为提高其他二维材料的热稳定性提供了一种可行的方法和思路.     

S_C~*相液晶性质和应用

Ｓ＊ｃ相液晶分子结构中含有不对称碳原子．分子以倾斜层伏排列成周期性螺旋状．所以，它具有与分子垂直而与层面平行的自发极化矢量，呈现铁电性质，表现出异乎寻常的快速电光响应（达微秒量级），是最优良的电子材料之一．本文叙述了它的结构和性质，以及它的螺旋结构对光波的选择散射所表现的热色效应．     

纳米碳管

 碳是世界上最多的元素之一,它有多种结构。常见的一种是碳黑,木柴燃烧后产生的黑色粉末就是碳黑,它是碳原子随机排列起来的状态;另一种是石墨,就是做铅笔芯的材料,它是碳原子层状排列结构;还有一种是金刚石,它是一种晶状结构,是目前已知材料中最硬的一种;纳米碳管是由像石墨结构一样的单层碳原子卷起来成为像无缝钢管一样、又长又细的管状结构。当管状结构的直径很大时,它跟石墨没有本质上的区别。当它的直径很小时,就跟石墨完全不一样了,它的奇异特性引起科学家们的极大关注。     

纳米碳管

碳是世界上最多的元素之一,它有多种结构。常见的一种是碳黑,木柴燃烧后产生的黑色粉末就是碳黑,它是碳原子随机排列起来的状态;另一种是石墨,就是做铅笔芯的材料,它是碳原子层状排列结构;还有一种是金刚石,它是一种晶状结构,是目前已知材料中最硬的一种;纳米碳管是由像石墨结构一样的单层碳原子卷起来成为像无缝钢管一样、又长又细的管状结构。当管状结构的直径很大时,它跟石墨没有本质上的区别。当它的直径很小时,就跟石墨完全不一样了,它的奇异特性引起科学家们的极大关注。     

美研究者制成新型太阳能电池

美国南加州大学的研究人员最近成功研制出一种柔韧性很好的碳原子薄膜透明材料，并用它制作出有机光伏电池．研究人员说，这种碳原子材料用途广泛，比如有望用来生产太阳能窗帘和自行发电的衣服．     

石墨烯在光纤激光器中的应用

正1.引言石墨烯是一种由单层碳原子与其相邻原子通过SP2杂化方式紧密堆积成的二维蜂窝状晶格结构的新型碳质材料,已被证实可以应用于近红外及中红外波段的可饱和吸收体材料。目前该材料在光纤激光器中应用广泛,2004年,诺沃肖罗夫(K.Novoselov)等人首次采用机械剥离制备出具有单层结构的二维石墨稀材料,由于其优越的高比表面积、超高载流子迁移率、机械性能好等物理化学特性,已在光电     

不均匀磁场中单层二硫化钼的朗道能谱

单层二硫化钼是一种新型的类石墨烯材料,其内部较强自旋轨道耦合作用使它表现出许多不同于单层石墨烯的物理性质.本文从量子力学的基本概念出发,借助特殊函数方程理论,研究了在不均匀垂直磁场作用下单层二硫化钼中奇异的朗道能级结构.     

钠在空位石墨烯上吸附性能的研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了本征石墨烯和空位石墨烯吸附钠原子的电荷密度、吸附能、态密度和储存量.结果表明,在两种石墨烯中,钠原子的最佳吸附位置都为H位.空位石墨烯对钠原子的吸附能是-2. 46 eV,约为本征石墨烯对钠原子吸附能的3. 4倍;钠原子与空位石墨烯中的碳原子发生轨道杂化,而与本征石墨烯没发生轨道杂化现象.存在一个空位的石墨烯能够吸附5个钠原子,与本征石墨烯相比显著提高.因此,空位石墨烯有望成为一种潜在的储钠材料.     

Graphene译名的一孔之见

乞借贵刊一角,以对石墨烯、富勒烯的译名提出异意,愿与物理学界、化学界、材料科学界学者们切磋之． Graphene名词因发明者A．Geim和K．Novoselov获2010年诺贝尔物理奖而享誉环球．从物理学观点来看,它仅仅是单层或少层石墨片,或者可表述为纯碳原子所构成的石墨单层结构的二维薄膜．它具有特殊的无能隙能带结构,     

硅基底石墨烯器件的现状及发展趋势

石墨烯是一种由单层碳原子紧密排列而形成的具有蜂窝状结构的二维晶体材料,特殊的结构赋予了其优异的性能,如高载流子迁移率、电导率、热导率、力学强度以及量子反常霍尔效应.由于石墨烯优异的特性,迅速激起了人们对石墨烯研究以及应用的热情.石墨烯沉积或转移到硅片后,其器件构建与集成和传统硅基半导体工艺兼容.基于石墨烯的硅基器件与硅基器件的有机结合,可以大幅度提高半导体器件的综合性能.随着石墨烯制备工艺和转移技术的优化,硅基底石墨烯器件将呈现出潜在的、巨大的实际应用价值.随着器件尺寸的纳米化,器件的发热、能耗等问题成为硅基器件与集成发展面临的瓶颈问题,石墨烯的出现为解决这些问题提供了一种可能的解决方案.本文综述了石墨烯作为场效应晶体管研究的进展,为解决石墨烯带隙为零、影响器件开关比的问题,采用了量子限域法、化学掺杂法、外加电场调节法和引入应力法.在光电器件研究方面,石墨烯可以均匀吸收所有频率的光,其光电性能也受到了广泛的关注,如光电探测器、光电调制器、太阳能电池等.同时,石墨烯作为典型的二维材料,其优越的电学性能以及超高的比表面积,使其作为高灵敏度传感器的研究成为纳米科学研究的前沿和热点领域.     

缺陷对钠在石墨烯上吸附性能的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了本征石墨烯和缺陷石墨烯吸附钠原子的电荷密度、吸附能、态密度和储存量.结果表明,本征石墨烯中,钠原子的最佳吸附位置为H位,缺陷石墨烯中,钠原子的最佳吸附位置为T_D位.缺陷石墨烯对钠原子的吸附能是-4.423 eV,约为本征石墨烯对钠原子吸附能的2.5倍;钠原子与缺陷石墨烯中的碳原子发生轨道杂化,而与本征石墨烯没有发生轨道杂化现象.缺陷石墨烯能够吸附10个钠原子,与本征石墨烯相比显著提高.因此,缺陷石墨烯有望成为一种潜在的储钠材料.     

基于磁激元效应的石墨烯-金属纳米结构近红外吸收研究

石墨烯作为一种单层碳原子二维材料,在可见光和近红外波段吸收率只有2.3%左右,这限制了石墨烯在光电探测、光电调制等领域的应用.本文基于纳米超材料结构的磁激元共振效应,设计了一种金属-绝缘层-金属-石墨烯混合二维浅光栅结构,通过设计混合二维浅光栅结构尺寸来改变石墨烯化学势,实现了石墨烯在近红外波段的吸收增强和调制.利用有限元仿真和等效电路模型,系统地分析了非正入射、结构参数和石墨烯化学势对吸收特性的影响.研究结果表明,混合二维浅光栅结构的磁激元共振效应可以明显提升石墨烯在近红外波段的吸收率,并且对入射角度和极化方向不敏感.在特定结构参数下,混合二维浅光栅结构在1480nm处吸收率达到了85%,其中石墨烯的吸收率为55%,提升了24倍;通过调控石墨烯化学势从0.1eV增大到1.0eV,分别实现了不同结构尺寸下54.8%,50.3%,46.8%的反射率调制深度.     

缺陷对钠在石墨烯上吸附性能的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了本征石墨烯和缺陷石墨烯吸附钠原子的电荷密度、吸附能、态密度和储存量.结果表明,本征石墨烯中,钠原子的最佳吸附位置为H位,缺陷石墨烯中,钠原子的最佳吸附位置为T_D位.缺陷石墨烯对钠原子的吸附能是-4.423 eV,约为本征石墨烯对钠原子吸附能的2.5倍;钠原子与缺陷石墨烯中的碳原子发生轨道杂化,而与本征石墨烯没有发生轨道杂化现象.缺陷石墨烯能够吸附10个钠原子,与本征石墨烯相比显著提高.因此,缺陷石墨烯有望成为一种潜在的储钠材料.     

基于石墨烯/PEDOT：PSS叠层薄膜的柔性OLED器件

石墨烯具有独特的电学性能、优异的机械延展性和良好的化学稳定性,是制备高性能导电薄膜的理想材料,但是当前石墨烯的高电阻率限制了它的实际应用。本文采用喷涂方法制备了石墨烯/聚（3,4-亚乙二氧基噻吩）-聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT：PSS）复合导电薄膜,对复合薄膜的表面形貌与光电性能进行了研究。PEDOT：PSS的引入不仅降低了石墨烯薄膜的表面电阻,同时还平滑了薄膜表面。在此基础上,成功制备了柔性黄光有机电致发光器件,器件在12 V时达到效率最大值0.9 cd/A。器件在曲率半径为10 mm时弯曲了100次后,发光亮度并无明显变化。该复合薄膜可实际应用于柔性有机电致发光显示器件。