美國能源部橡樹嶺國家實驗室的研究人員近日開發(fā)出了真正單層的“白石墨烯”材料。這種材料可能會開啟電子甚至是量子器件的新紀(jì)元。
六方氮化硼是石墨烯材料的“近親”，但是比石墨烯具有更好的透明性。它是化學(xué)惰性的，非反應(yīng)性的，且原子級平滑的。它還具有很高的機械強度和導(dǎo)熱性。和石墨烯不同的是，它是絕緣體，而不是電導(dǎo)體，這使得它可作為基板應(yīng)用在手機、筆記本電腦、平板電腦和許多其他電子設(shè)備中。
動力電池、超級電容器、太陽能電池、視頻屏幕和燃料電池都有可能變得薄如一張紙。橡樹嶺國家實驗室的怡景施特勒博士后和同事們還在研究石墨烯六方氮化硼2-D電容和燃料電池原型，它們不僅是“超薄”，而且是透明的。
目前，石墨烯的試驗結(jié)果還不能夠完全和理論得到的結(jié)果保持一致，研究人員在設(shè)計白石墨烯的配比時，希望能夠充分開發(fā)石墨烯的全部潛力。他們相信，利用白石墨烯作為襯底，通過進(jìn)一步減小厚度并增加電子設(shè)備的靈活性，就能夠解決這個問題。
石墨烯比碳纖維材料更強更硬，是一種很有前途的材料，可以應(yīng)用在數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備中。而生長在白石墨烯襯底上的石墨烯能夠獲得比其他襯底上石墨烯高幾千倍的電子遷移率。這將極大地提升目前數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?。研究人員指出，這項成果之所以重大，還因為它使得材料超越了理論值。比如，最近在美國萊斯大學(xué)完成的一項理論研究建議使用白色石墨烯來冷卻電子設(shè)備。研究人員們已經(jīng)制成高質(zhì)量的六方氮化硼層，并相信可以有效擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
研究人員表示，雖然此前各種六方氮化硼單晶形態(tài)，例如三角形、六邊形的配比都已經(jīng)在理論研究中進(jìn)行了分析，但這是第一次通過實驗展示和解釋了這一過程。該過程在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下通過一個反應(yīng)爐進(jìn)行化學(xué)氣相沉積。需要注意的兩個因素是，需要選擇一個更溫和的溫度，并且更巧妙精確的控制向反應(yīng)爐釋放的反應(yīng)物。
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