大数跨境
0
0

石墨烯中发现“超弹性”电子 传导性能骤增

石墨烯中发现“超弹性”电子 传导性能骤增 极科网要闻
2017-09-07
1



关于石墨烯的应用近年越来越受到关注,这项特殊的材料是目前世界上已发现的最薄最轻最强的新型纳米材料,能广泛应用于电子信息、资源能源、生物医药等80多个领域,有人称,墨烯等新材料技术的应用将是重塑全球能源未来的关键。因此,越来越多的研究人员一直探索对石墨烯领域的研究。

 

石墨烯发现者之一安德烈·海姆说过,在石墨烯基础研究中很多的科学发现让人吃惊,而让新发现的材料变得有用是非常酷的,其中将有无数个研究和开发的可能性有待探索。石墨烯的发现为研究者提供了一个充满魅力和想像空间的研究对象。

 

近日,安德烈·海姆团队对于石墨烯研究有了最新发现,观察到电子在石墨烯中违背常识的运动行为及导电机制,并阐述了对这种导电材料的物理学特性的全新认识。安德烈·海姆团队曾因成功制备单原子层厚石墨烯而获得诺贝尔物理学奖,此次新的发现无疑是石墨烯研究进程中的重大发现,将有可能颠覆物理学常识。

 

极科网了解到,石墨烯导电性能超过所有金属,部分原因在于其独特的二维结构,几乎不受碳原子约束,因此电阻率很小,电阻很小。在大多数金属中,电导率受到晶体缺陷的限制,当电子通过材料时,会像台球一样频繁散射。纳米电子输运理论中,兰道尔-布蒂克电导公式对此类弹性电子散射特性的描述表明,正常导电材料要提升导电率,面临严苛的限制。





这次海姆团队带来的研究结果显示,这一基本限制可能在石墨烯材料中被打破。在英国国家石墨烯研究所进行的实验观察,提供了对石墨烯中电子流的特殊行为的基本理解,在某些温度下,电子彼此碰撞,竟开始频繁地像黏性液体一样流动。教科书中关于石墨烯有过这样的解释,额外的障碍总是产生额外的电阻,但在这种情况下,随着温度的升高,电子散射引起的障碍实际上却降低了电阻,电子像液体那样流动的速度竟比在真空中自由传播还快,这种独特现象完全违背了直觉!

 

据了解,通常散射事件会降低材料导电性,但此次观察结果颠覆常识——一些电子黏滞在石墨烯晶体边缘附近,其动能耗散最高,移动也最缓慢;同时,它们保护临近的电子免于碰撞这些区域,导致另一些电子由于这些“朋友”的帮忙,弹性变得超级好,流动起来顺畅无比,传导性能骤增。更重要的是,通过研究电阻如何随温度变化,科学家发现了一个新的物理量——黏性电导,对其进行的反复测试乃至定性研究,都十分有利于指导未来纳米级电子电路的设计,有利于对石墨烯材料的深入理解。

 

早前科学家就在探讨,金属中高度黏性电子的流动可能性,这次对于石墨烯的最新发现也证明了这种可能性的存在,同时为石墨烯的研究打开了新的大门。石墨烯对未来可再生能源发展是一个很关键性的存在,将促进可再生能源,包括风能、太阳能等能源的有效利用。石墨烯产业,既是未来高新技术产业发展的基石和先导,也势必会对全球科技、能源、环境等各个领域发展产生深刻影响。



【声明】内容源于网络
0
0
极科网要闻
揭露伪科技,宣扬真科技。整合国内领先的检测机构、投资机构、产业化机构、产业园区、科技媒体和行业专家,为技术创新和技术产业化应用搭建沟通平台。
内容 1685
粉丝 0
极科网要闻 揭露伪科技,宣扬真科技。整合国内领先的检测机构、投资机构、产业化机构、产业园区、科技媒体和行业专家,为技术创新和技术产业化应用搭建沟通平台。
总阅读0
粉丝0
内容1.7k