(资料图)
文/陈根
据发表于《纳米快报》杂志的最新研究介绍,东北大学的研究人员创造了一种可以微/纳米制造厚度从5纳米到50纳米的氮化硅薄膜器件的技术。通过将该方法应用于石墨烯的超薄原子层,可以在不损坏石墨烯膜的情况下进行多点钻孔。
石墨烯是一种由碳单层组成的材料,由获得2010年诺贝尔物理学奖的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在2004年首次制备成功。自被发现以来,石墨烯彻底改变了各个科学领域。其极高的强度、导电性和热稳定性等独特性质,赋予了它巨大的应用潜力,比如可以用于电池、电子器件、传感器、生物医学领域等。
基于大量时间和精力的探索,研究人员开发了基于石墨烯的晶体管、透明电极和传感器。而为了将这些器件更广泛地投入实际应用领域,科学家们着力于在微米和纳米尺度上构建石墨烯膜的高效加工技术的探索研究。直到今年一月份,东北大学研究团队采用飞秒激光,发射极短、快速的光脉冲,创造了微/纳米制造纳米级氮化硅薄膜器件的技术,它能够在没有真空环境的情况下快速方便地处理薄材料。
“通过适当控制输入能量和激光发射次数,我们能够进行精确的加工,并产生直径从70纳米到1毫米以上的孔”。据东北大学助理教授Yuuki Uesugi介绍,通过高性能电子显微镜对用低能量激光脉冲照射的区域进行更仔细的检查,发现石墨烯上的污染物也被去除了;进一步放大观察则可以显示,石墨烯上直径小于10纳米的纳米孔和原子级缺陷。
关于石墨烯中的原子级缺陷,Uesugi表示,其利弊不能一概而论,而是要取决于其实际应用。缺陷有时候会降低某些属性,但它们也会引入新功能或增强特定特性。通过在石墨烯中形成纳米孔和原子级缺陷,不仅可以控制电导率,还可以控制自旋和谷等量子级特性。
“我们观察到纳米孔和缺陷的密度与激光发射的能量和次数成比例增加的趋势。”Uesugi补充道:我们得出结论是可以通过使用飞秒激光照射来控制纳米孔和缺损的形成。而且,飞秒激光去除污染物可以开发出一种无损清洁清洗高纯度石墨烯的新方法。
目前,石墨烯的应用仍处于早期阶段,但是科学家们已经在多个领域实现了突破,相信未来它会成为一个非常重要的材料。而通过对如何进行原子缺陷形成的详细研究,将对从量子材料研究到生物传感器开发等领域产生重大影响。
原文标题:陈根:石墨烯上的纳米钻孔和原子级缺陷
标签:
仓储物流“成渝圈”如何乘势而上? 12月3日,连接昆明和万象的中老铁路全线开通运营,被惠及的显...
两件西周青铜簋时隔三千年成功配对 考古工作者介绍,这个铜簋的盖、身分别时隔40余年出土,纹饰...
“医保砍价”不是一个人在战斗 晁星 “我眼泪都快掉下来了”“每一个小群体都不该被放弃”…...
“购物成瘾”真的是一种病 刘艳 牛雅娟 本周日即将迎来“双十二”促销季,很多人又开始摩拳...
因迷恋山间风景,一男子在甘孜州稻城县海拔4000多米的无人区迷失方向,随后与同伴失联。12月的稻城...
嫌疑人DNA信息比中后,成都市公安局刑侦支队技术处DNA实验室民警白小刚一下坐在凳子上,恍惚迟疑间...
一批反映南京大屠杀历史的新书发布 新华社南京12月7日电(记者邱冰清、蒋芳)“以史为鉴,开创未来...
我在现场·照片背后的故事|电影《亲爱的》里面没有的结局,在我眼前“上映” 12月6日,在深圳市...
冥想?泡脚?不如听听助眠音乐 晚上睡不着,白天睡不醒,成为最贴合都市人群的“睡眠画像”。随...
养老话题 老年教育面临缺口 “终身教育”潜力无限 【现实挑战】“新老年”群体愿意在培养兴...
孙海洋被拐14年儿子如何找到的? 警方侦办另一宗拐骗儿童案时发现线索,通过人像比对、DNA确认找...
北京天文馆、圆明园将对未成年人免费开放 12月6日,北京天文馆发布通知称,12月8日起试行对未成...
今年全国粮食总产量再创新高 连续7年保持在1 3万亿斤以上 根据对全国31个省(区、市)的抽样调...
斑块软的很危险 硬的就无碍? 血管里的“垃圾”分类 赶快学起来! 一项最新研究显示:中国...
诺西那生钠注射液大幅降价 聚焦医保谈判背后脊髓性肌萎缩症家庭 医保目录公布那天 好多家长都...
抖音“窗花剪剪”遭抄袭 被判获赔20万元 法院认为“窗花剪剪”的这种表达方式理应受到《著作权...
公安机关近日侦破3起拐卖儿童案件 失散十几年 3组家庭终于团圆了 北京青年报记者12月6日从公...
2021年度十大网络用语发布 本报讯(记者 路艳霞)作为年度“汉语盘点”活动最具网络特色的组成部...
北京天文馆向未成年人免费开放 本报讯(记者 牛伟坤)北京天文馆对票价免费及优惠政策作出调整:1...
2021北京百个网红打卡地发布 本报讯(记者 李洋)2021北京网红打卡地推荐榜单昨晚正式发布。自然...