Videnskab
 science >> Videnskab >  >> nanoteknologi

Ny teknik styrer grafit til grafenovergang

De tre øverste billeder af grafit er fra eksperimentet, og de nederste tre billeder blev produceret gennem teoretiske beregninger. Billederne fra venstre til højre viser mere forskydning af det øverste lag af grafit og dets overgang til grafen.

(Phys.org) - University of Arkansas fysikere har fundet en måde til systematisk at studere og kontrollere overgangen af ​​grafit, "blyet" fundet i blyanter, til grafen, en af ​​de stærkeste, letteste og mest ledende materialer kendt, et vigtigt skridt i processen med at lære at bruge dette materiale i moderne teknologi.

Peng Xu, Paul Thibado, Yurong Yang, Laurent Bellaiche og deres kolleger rapporterer deres fund i journalen Kulstof .

Fysikere ved University of Manchester isolerede først grafen, et ét atom tykt lag af carbonatomer, ved at bruge Scotch tape til kun at løfte det øverste lag af de andre lag af grafit. Elektroner, der bevæger sig gennem grafit, har masse og støder på modstand, men elektroner, der bevæger sig gennem grafen, er masseløse og møder næsten ingen modstand, hvilket gør grafen til et glimrende kandidatmateriale til fremtidige energibehov og til kvanteberegning til enorme beregninger, mens der bruges lidt energi.

Imidlertid, grafen er et nyt materiale, der først blev opdaget i 2004, og mange ting forbliver ukendte om dets egenskaber.

”Overgangen fra grafit til grafen kan være tilfældig, ”Sagde Xu. "Vores idé var at kontrollere dette."

Forskerne brugte en ny teknik kaldet elektrostatisk manipulation scanning tunnelmikroskopi til at "løfte" det øverste lag af grafit, skabe grafen. Forskere har traditionelt brugt scanning af tunnelmikroskopi på en stationær overflade, men denne nye teknik bruger en bevægelig overflade til at bevæge sig mellem grafit og grafen.

”Ikke alene kan vi få det til at ske, men vi kan styre processen, ”Sagde Xu.

Ved hjælp af denne teknik, forskerne kan fortælle, hvor meget kraft det tager at skabe grafen, og hvor meget afstand der er mellem grafen og grafitten samt at spore procesens samlede energi.

Hvordan elektronen opnår sin masse er et grundlæggende emne og er relateret til partikelfysikeres jagt på Higgs -bosonen, en lang hypotetiseret elementarpartikel, der har forudsagt egenskaber, såsom mangel på centrifugering og elektrisk ladning, men det har ikke en forudsagt masseværdi. At være i stand til at flytte elektroner mellem en massiv og masseløs tilstand gør det muligt for forskere at studere denne dualitet og hvordan det fungerer. Kontrolniveauet, forskerne har over processen, giver dem mulighed for at finde ud af mulige måder at bruge grafen til at fremme denne forståelse.


Varme artikler