FoodPro Preloader

Ultrathin, nå Ultraflat: Ripple-Free Graphene kan holde nøkkelen til materialets mysterier


Graphene har vært et hett tema i fysikk og materialvitenskap siden oppdagelsen for fem år siden. Arkene av karbon, bare et atom tykt, har en rekke spennende egenskaper, inkludert gjennomsiktighet, styrke og en struktur som lar elektronene glide gjennom nesten uhindret. Grafens egenskaper og nær todimensionalitet anbefaler den til bruk i neste generasjons skjermer, elektronikk eller strukturelle kompositter, men som mange materialer du jour, har den ennå ikke funnet søknader i betydelig grad. Et

Graphene har vært et hett tema i fysikk og materialvitenskap siden oppdagelsen for fem år siden. Arkene av karbon, bare et atom tykt, har en rekke spennende egenskaper, inkludert gjennomsiktighet, styrke og en struktur som lar elektronene glide gjennom nesten uhindret. Grafens egenskaper og nær todimensionalitet anbefaler den til bruk i neste generasjons skjermer, elektronikk eller strukturelle kompositter, men som mange materialer du jour, har den ennå ikke funnet søknader i betydelig grad.
Et problem med å redusere grafens utrulling til implementering er en ufullstendig forståelse av fysiske, elektroniske og kjemiske egenskaper. For eksempel fant forskerne i 2007 at grafen ikke var virkelig plan, men hadde en karakteristisk grovhet i form av overflateregler med nanometerstørrelse. (Et nanometer er en milliarddel av en meter.) Noen forskere har antydet at krusningene kan hindre elektronstrømmen gjennom grafen, men det påstanden har vist seg vanskelig å teste.
Nå rapporterer et team fra Columbia University, som skriver i Nature's November 19-utgaven , at de oppretter ultraflatprøver av grafen der materialets krusninger blir undertrykt. (er en del av Nature Publishing Group.) Ved å sammenligne vanlig grafen med den nye uskadede versjonen, skrev forskernes forfattere, bør forskere kunne pakke ut effekter av grafens ruhet på sine andre egenskaper.
Mikhail Katsnelson, fysikist ved Radboud University Nijmegen i Nederland, som ikke bidro til den nye forskningen, har antydet at grafens krusninger er en mulig kilde for spredning av ladere i materialet. Den spredningen, uansett årsaken, begrenser grafens inneboende evne til raskt å transportere elektroner.
Hvis den flate grafenprøven viser seg å ha samme elektronmobilitet som vanlig krøllet grafen, vil rippel-spredningsteorien bli sunket. "Hvis motsatt, mobiliteten vil bli mye høyere, " sier Katsnelson, "det vil være en direkte bekreftelse på vår hypotese om krusninger som hovedbegrensende faktor for elektronmobilitet." Hvis det var tilfelle, ville det være et viktig skritt mot å bruke det nye materialet i elektronikk ved å stryke ut grafens krusninger.
Tony Heinz, en Columbia fysiker og studie medforfatter, sier at grafen er krusninger har også blitt involvert i andre forvirrende egenskaper som materialet utviser. For eksempel, "de har blitt foreslått som årsaken til forskjellen i reaktivitet av mono- og flerlagsgrafen, " sier Heinz. Enkeltgrafene ark er kjemisk reaktive, men stablet lag av grafen-ellers kjent som grafitt, eller blyant "bly" -inert. "Til dags dato har det vært vanskelig å gi endelig bevis på rollen som krusninger, fordi ultraflatprøver til sammenligning ikke har vært tilgjengelige, " legger han til.
Heinz sier at nøkkelen til flattning av grafen er rett og slett å sette den på et uvanlig glatt underlag. Uansett den egentlige tendensen til å smuldre stoffet kan ha, blir det overvunnet av grensesnittet med en atomisk flat overflate. Heinzs gruppe brukte glimmer, et silikatmineral som kan spaltes for å produsere glatte overflater mange mikrometer over. Når en flatt glimmerterrasse er blitt etablert, sier Heinz, det er ikke vanskeligere å lage grafen på dette substratet enn på tradisjonelle, noe roligere underlag som silisiumdioxid.

Hot Spot Hot Rod: Internett Invaderer AutomobileRinger av Saturn og 2 Moons Shine i nydelig NASA PhotoAntarktis Lake Vostok May Hold Extreme LifeÅ gjøre de store Apple Green Starts med Empire State BuildingSaint Patrick's Day Science: Brew Up Some Green Soda Pop!Incognito Caterpillar truer amerikanske grenserAfrika Faces Hotter FutureEt resirkulert univers