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石墨烯获得热灵敏度新属性

作者:it技术知识网 阅读次数: 时间:2019-09-05 10:06:25

  科技日报北京8月6日电 (记者刘霞)在长达4年的时间里,美国两名科学家一直在尝试对石墨烯进行修改,让其拥有热灵敏度,用于红外线成像设备内。目前,他们成功研制出拥有磁性、光学、电学以及热属性的新材料,可广泛应用于军用护目镜、手机照相机、光电探测器以及晶体管内,还有望改变人们的工作和娱乐方式。

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  石墨烯是一种比头发丝细100万倍的材料,由排列成蜂巢结构的碳原子组成,具有超高的导电性、耐用性和可塑性。美国东北大学物理学家斯瓦斯迪科·卡尔和斯里尼瓦斯·斯里达尔一直希望能通过给石墨烯添加其他元素,从而研制出拥有超越石墨烯属性的新材料。

  据物理学家组织网近日报道,在研究初期,卡尔团队给石墨烯添加了硼和氮元素,但花费很多时间试图将混入产品中的氧气除掉,因为他们担心氧气会污染这种正在研制的“纯净”材料。但后来他们意识到,无法忽视氧气在其中的重要作用,因此决定采用最好的办法来控制氧元素。

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  结果表明,添加氧元素后,新材料在反应室中的行为完全超出他们的想象:氧决定了硼、碳和氮等其他元素在固态晶体中的混合方式。卡尔解释说,少量氧“蚀刻掉”了一些碳,为硼和氮的加入腾出了空间,“就好像氧气控制了新材料的几何结构”。

  他们将新物质命名为“2D-BNCO”,代表其由硼、氮、碳和氧四种元素组成,而且是一种二维的超轻质材料。研究人员使用电子显微镜和分光镜等工具对新物质进行了分析,结果表明,其拥有磁性、电学、光学属性以及美国国防部高级研究计划局(DARPA)一直孜孜以求的热属性。

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  新材料潜在的应用范围非常广泛:从手机用的20兆像素阵列到光电探测器再到原子厚度的晶体管等。接下来,他们将检查新材料的力学属性,并用实验证实其磁性。据悉,美国军方研究实验室、DARPA对此研究提供了资助。

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