国际首次!中国科学家实现石墨烯可控折叠

据了解,该研究成果是目前世界上最小尺寸的石墨烯可控折叠。基于这种原子级精准的“折纸术”,还可以折叠其它新型二维原子晶体材料和复杂的叠层结构,进而制备出功能纳米结构及其量子器件。
  9月6日消息,中国科学院今日发布消息说,该院物理研究所高鸿钧院士领导的研究团队,最近在国际上首次实现了原子级精准控制的石墨烯纳米结构折叠,这是目前世界上最小尺寸的、可按需定制的石墨烯“折纸”。
国际首次!中国科学家实现石墨烯可控折叠
  经过多年研究攻关,我国科学家在世界上首次实现了原子级精准控制的石墨烯折叠,这是目前世界上最小尺寸的石墨烯折叠,对构筑量子材料和量子器件等具有重要意义。这一成果今天(6日)在国际学术期刊《科学》上发表。
 
  据了解,探索新型低维碳纳米材料及其新奇物性一直是当今科技领域的前沿科学问题之一,而二维的石墨烯晶格结构被认为是其他众多的碳纳米结构的母体材料。理论预测发现,在原子尺度,通过对石墨烯的弯曲折叠,可以构筑出具有新奇电子学特性的纳米结构,但在单原子尺度精确地折叠石墨烯,特别是根据特殊需要沿特定方向对石墨烯进行折叠,具有极大挑战性。
 
  受折纸艺术的启发,折叠操纵经常被巧妙地用于很多科学技术前沿领域。最近,高鸿钧院士研究团队的陈辉博士等人通过科研攻关,在世界上首次实现了对石墨烯纳米结构的原子级精准的可控折叠,构筑出一种新型的准三维石墨烯纳米结构,它由二维旋转堆垛双层石墨烯纳米结构与一维的类碳纳米管结构组成。
 
  研究团队通过扫描探针操控技术,具体实现了五方面突破:一是石墨烯纳米结构的原子级精准折叠与解折叠;二是同一个石墨烯结构沿任意方向的反复折叠;三是堆叠角度精确可调的旋转堆垛的双层石墨烯纳米结构;四是准一维碳纳米管纳米结构的构筑;五是双晶石墨烯纳米结构的可控折叠及其异质结的构筑。研究团队还发现,通过石墨烯“纳米折纸术”得到的准一维纳米管异质结具有不同的能带排列方式。
 
  中国科学院院士高鸿钧:折叠之后,这些新型的二维原子晶体材料有可能由没有超导特性变成(有)超导特性,没有磁性可以变成有磁性。利用这样一些特性的变化去构造功能的量子器件,对未来的应用将会有重要的意义,比如量子计算等等。
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