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2021-01-13 08:40 |
研究人員提出一種合成高質(zhì)量石墨烯納米帶的新方法
俄羅斯研究人員提出了一種合成高質(zhì)量石墨烯納米帶的新方法，這種材料有望應(yīng)用于柔性電子器件、太陽能電池、發(fā)光二極管、激光器等。 COS (pfC
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該研究已發(fā)表在《物理化學(xué)期刊C》(Journal of Physical Chemistry C)上。 b`Wn98s
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研究人員表示，他們出了一種合成原子完美納米帶的替代方法。它不僅能在正常的真空和更便宜的鎳襯底下工作，而且由于納米帶被制成多層薄膜，產(chǎn)量也會增加。重要的是，這些都不會影響材料的質(zhì)量。 jE)&`yZ5
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與目前使用的在貴金屬襯底上自組裝納米帶相比，這項研究采用的化學(xué)氣相沉積方法成本更低，但產(chǎn)量更高。 #plwK-tPR
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硅基電子產(chǎn)品正在逐漸接近極限物理。而石墨烯(Graphene)有望突破這一極限。 <YbOO{
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然而，一旦將石墨烯切割成窄條帶，只要邊緣具有正確的幾何形狀并且沒有結(jié)構(gòu)缺陷，就會獲得半導(dǎo)體特性。這種納米帶已經(jīng)用于實驗晶體管中，具有相當好的特性，這種材料的彈性意味著這種器件可以制成柔性。 yI9~LTlA3
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獲得石墨烯納米帶的一種更實際的方法不是通過切割石墨烯片或納米管，而是通過一個原子一個原子地生長。這種方法被稱為自下而上合成，與自上而下的合成不同，它產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)完美的納米帶。 fShf4G_w\
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目前占主導(dǎo)地位的自下而上合成方法，即自組裝法，成本高且難以工業(yè)化生產(chǎn)，因此材料科學(xué)家正在尋找替代方法。 iKB8V<[\T
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石墨烯納米帶有多種類型，俄羅斯科學(xué)家利用其化學(xué)氣相沉積技術(shù)制造的納米帶有七個原子寬，因此得名7-A石墨烯納米帶。這種類型的納米帶具有對電子學(xué)有價值的半導(dǎo)體特性。 G'XlsyaWrb
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這種合成是在標準大氣壓的百萬分之一的氣密玻璃管中進行的，這仍然比納米帶自組裝通常需要的超高真空高10000倍。最初使用的試劑是一種含有碳、氫和溴的固體物質(zhì)。 RMB?H)p+
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將其與鎳箔一起放入試管中，在1000攝氏度下進行預(yù)退火，以去除氧化膜。然后，將帶有上述固體物質(zhì)的玻璃管分兩個階段(190°C和380°C)熱處理數(shù)小時。 "Kk3#
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第一次加熱導(dǎo)致長聚合物分子的形成，在第二個階段，它們轉(zhuǎn)變成原子級精確結(jié)構(gòu)的納米帶，緊密堆積成厚度達1000納米的薄膜。 u(JC 4w'
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獲得薄膜后，研究人員將它們懸浮在溶液中，并將其暴露在超聲波下，將多層“疊層”分解成一個原子厚的碳納米帶。所用溶劑為氯苯和甲苯。之前的實驗表明，這些化學(xué)物質(zhì)最適合以穩(wěn)定的方式懸浮納米帶，防止聚集回到疊層中并出現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷。 s-r$% 9o5
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由于用于制造無缺陷多層7-A碳納米帶的新合成技術(shù)相對便宜且易于擴大生產(chǎn)，因此將這種材料引入電子和光學(xué)器件的大規(guī)模生產(chǎn)是向前邁出的重要一步，最終將大大優(yōu)于目前存在的材料。 LGT\1u
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https://phys.org/news/2021-01-material-future-electronics-method-graphene.html ]}9cOb%I
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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.0c07369 ~\hA-l36
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（來源：前瞻網(wǎng)）
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