研究人员通过控制3D石墨烯的曲率来增强其电学性能

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一组研究人员通过控制3D石墨烯的曲率来增强其电学性能。

该研究的主要作者田边洋一(Yoichi Tanabe)说:“我们的研究首次表明了狄拉克电子在3D曲面上的超低耗散传输的守恒和降解。”

石墨烯是二维形状的蜂窝状原子层材料,具有出色的电,化学,热和机械性能,可广泛用于半导体,电池和复合材料等应用。

堆叠在一起的石墨烯片形成石墨,该石墨构成了我们铅笔中的铅。但是,将石墨烯紧密堆积在一起意味着它失去了其二维电子特性。

解决此问题的一种方法是将纳米级的石墨烯片与空气填充的孔(例如海绵)分开,并制成纳米结构。出于实际目的,这会放大石墨烯的性能。

但是这样做并非没有挑战。将2-D石墨烯转换为3-D石墨烯会引入晶体缺陷和许多其他问题,从而导致其失去其理想的特性。关于曲面如何降低石墨烯的电传输性能以及这是否是石墨烯失去其狄拉克费米子的原因,人们所知甚少。

研究团队试图通过将单个2-D石墨烯片折叠成具有双连续且开放的多孔结构的3-D结构来对此进行研究。

曲率半径低至25-50纳米的结构保留了二维石墨烯阱的基本电子性能。同时,电子在3-D曲率上的运动增强了源自固有曲率效应的电子散射。实际上,纳米级曲率为3-D石墨烯的新兴和独特的电性能提供了一种新的自由度来操纵石墨烯的电子行为。



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