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碳原子自組裝打開控制納米材料的新方式

2017-07-13 10:08:08 作者：本網(wǎng)整理來源：科學(xué)網(wǎng) 分享至：

在熱銥表面加入乙烯和環(huán)硼氮烷促發(fā)量子點(diǎn)中二維石墨烯結(jié)構(gòu)的自組裝。

通過使用一種新方式促使碳原子產(chǎn)生自組裝，研究人員打開了創(chuàng)造量子點(diǎn)的多種機(jī)會，這些量子點(diǎn)或?qū)ξ磥淼男畔⒓夹g(shù)產(chǎn)生顛覆性變革。

來自丹麥技術(shù)大學(xué)、奧胡斯大學(xué)、IBM和布魯克黑文的研究人員首次在現(xiàn)存最薄的薄膜中進(jìn)行了自組裝研究。這些材料中最為人所知的一種是由碳原子組成的石墨烯，它具有優(yōu)異的電性能，這為超小型存儲媒介的研發(fā)帶來了新的希望。

通過在高質(zhì)量的銥表面上形成硼、氮和碳的二維合金，該表面助力原子聚合形成尺寸僅為2納米的石墨烯島晶格，單個(gè)石墨烯島的寬度僅為15個(gè)碳原子。來自IBM的杰瑞·特索夫所開發(fā)的新理論模型表明，事實(shí)上，銥在發(fā)生真正的作用，但其他金屬亦能產(chǎn)生同樣的效果。

研究人員發(fā)現(xiàn)石墨烯島之間的距離可以通過控制薄層形成期間的氣體濃度和溫度來“編程”。這為未來納米級光刻圖案的生產(chǎn)帶來了全新的機(jī)會。

不過，作為研究者之一的彼得·博克爾德表示，現(xiàn)在對這些應(yīng)用程序進(jìn)行具體的描述還為時(shí)過早，“可以確定，我們在原子量級上發(fā)現(xiàn)了一種控制納米材料的新方式。石墨烯島類似于人造原子，可用于諸如能源、生物傳感器、光電子學(xué)等不同領(lǐng)域。但是，如果我們能夠?qū)W會在其他已知的數(shù)以百計(jì)的原子薄膜上進(jìn)行類似的研究，那將是一件非常振奮人心的事情，讓它們通過自我組裝形成復(fù)雜結(jié)構(gòu)是這個(gè)研究領(lǐng)域的‘圣杯’”。

這項(xiàng)研究結(jié)果近期已經(jīng)發(fā)表于科學(xué)雜志《自然—通訊》。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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