石墨烯可做納米變壓器

石墨烯可做納米變壓器

據物理學家組織網10月15日（北京時間）報道，英國曼徹斯特大學研究人員最新研究顯示，把單原子層精確地堆疊起來，有望造出大量新型材料和設備，石墨烯及有關(guan) 單原子厚度晶體(ti) 為(wei) 此提供了廣闊的選擇。他們(men) 按照期望的順序，將石墨烯和氮化硼的單原子層晶體(ti) 一層壓一層地堆疊起來，構建出一種“多層糕”，可作為(wei) 納米級的變壓器。相關(guan) 論文發表在10月14日的《自然·物理學》雜誌網站上。
自從(cong) 2004 年首次被分離出來，石墨烯為(wei) 許多領域帶來了徹底變革的可能。從(cong) 智能手機、超快寬帶、計算機芯片到藥物遞送，石墨烯有望取代現有矽材料。該研究由曼徹斯特大學列昂尼德·波諾馬連科和諾貝爾獎得主安德烈·蓋姆領導，他們(men) 認為(wei) ，人們(men) 尚未找到石墨烯真正大顯身手的舞台，能發揮它們(men) 卓越屬性的新設備和新材料還沒發明出來。

在納米變壓器中，由於(yu) 局部電場的作用，電子在一層金屬中移動時會(hui) 對另一層金屬中的電子產(chan) 生拉力，這一現象稱為(wei) “庫侖(lun) 拖曳”。而要利用這一規律，需要將金屬一層層隔開，讓它們(men) 彼此絕緣，但分開的距離不能超過幾個(ge) 原子間距。這種結構是許多複雜精細的新型電子和光子設備的基礎，包括許多晶體(ti) 管和探測器都采用這一新結構。而現有材料做不到這一點，這對目前的納米技術而言是個(ge) 巨大飛躍。

研究人員將石墨烯作為(wei) 單原子導電平麵，將僅(jin) 4個(ge) 原子薄的氮化硼作為(wei) 電絕緣體(ti) 。他們(men) 先從(cong) 塊狀石墨中剝取了石墨烯平麵，並用同樣技術得到了氮化硼原子層，然後用一種先進的納米技術，像拚裝“壘高”玩具那樣將石墨烯和氮化硼晶體(ti) 一層層堆疊起來，按照期望的層麵順序組裝成新晶體(ti) 。

納米變壓器由曼徹斯特大學的羅曼·戈巴喬(qiao) 夫組裝，他描述這種技術時說：“這就像《發條鋼跳蚤的故事》裏的情節，隻有用最高倍顯微鏡才能看到跳蚤在跳舞，甚至還釘著極小的馬蹄鐵。我們(men) 的納米‘壘高’就是這種技術的進一步推演。”

蓋姆補充說：“這一研究還證明了以原子的精度一層層地搭建平麵，能造出有多種功能的複雜設備。我們(men) 有一個(ge) 完整的原子層材料庫，隻要將這些材料結合起來，就可能創造出自然界中沒有的主要新材料，這條路的前景比石墨烯本身更令人興(xing) 奮。”