研究人员研究了3D弯曲石墨烯中的狄拉克费米子动力学

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东北大学,冈山科技大学,筑波大学,大阪大学和日本东京大学的研究人员与约翰·霍普金斯大学合作,通过控制曲率来放大3D石墨烯的电学性质。

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

堆叠在一起的石墨烯片会形成石墨,这也意味着它会失去2D电子性能。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,这样做并不是那么简单:将2D石墨烯转换为3D石墨烯会引入晶体缺陷和许多其他问题,从而导致其失去理想的特性。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。

这项工作中的研究小组着手研究此问题,方法是将一张2D石墨烯片材折叠成具有双连续且开放的多孔结构的3D结构。

曲率半径低至25至50纳米的结构保留了2D石墨烯的基本电子性能。同时,电子在3D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3D石墨烯的新兴和独特电学特性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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