首次發(fā)現(xiàn)石墨烯內(nèi)部電子特性
2008-06-12 來源：新華網(wǎng)
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美國科學(xué)家在新一期英國《自然—物理學(xué)》（Nature Physics）雜志上報(bào)告說，他們借助先進(jìn)的光學(xué)設(shè)備，第一次發(fā)現(xiàn)了純碳物質(zhì)——石墨烯的一些內(nèi)部特性，這將有助于進(jìn)一步認(rèn)識這種可作為新型材料的物質(zhì)。
科學(xué)家在4年前發(fā)現(xiàn)了石墨烯這種純碳物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)形式是以單層的碳原子排列在蜂巢結(jié)構(gòu)的晶格中。由于傳統(tǒng)的光譜學(xué)分析幾乎無法研究這種極薄的“碳膜”，因此自發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)后，科學(xué)家對它的光學(xué)和電子特性一直知之甚少。
來自美國加州大學(xué)圣迭戈分校等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家介紹說，正常情況下，紅外線和可見光能夠幫助科學(xué)家發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的許多電子特性。但對于厚度只有一個碳原子大小的石墨烯來說，其薄層可吸收的光極少，因此很難根據(jù)石墨烯對光的吸收情況來了解它的電子特性。
要想研究石墨烯，就必須使用非常強(qiáng)的光源？茖W(xué)家借助了美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的“先進(jìn)光源（ALS）”電子同步加速器。這個加速器產(chǎn)生的光輻射亮度相當(dāng)于醫(yī)學(xué)上X射線強(qiáng)度的1億倍？茖W(xué)家利用這一強(qiáng)光源觀測發(fā)現(xiàn)，石墨烯中的電子不僅與蜂巢晶格之間相互作用強(qiáng)烈，而且電子和電子之間也有很強(qiáng)的相互作用。
研究小組在報(bào)告中說，從光學(xué)角度來說，石墨烯是一種“透明”的導(dǎo)體，可以用來替代現(xiàn)在的液晶顯示材料。目前的液晶顯示器利用的是以銦為基礎(chǔ)的金屬氧化物薄膜，而銦這種金屬十分稀有，預(yù)計(jì)在未來十年內(nèi)就可能出現(xiàn)供應(yīng)短缺。另外，與目前電腦、手機(jī)等電子產(chǎn)品的重要原材料硅相比，石墨烯也具有諸多優(yōu)勢，因此它將來有望取代硅，在電子產(chǎn)品生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用.
（《自然—物理學(xué)》（Nature Physics），doi:10.1038/nphys989，Z. Q. Li，D. N. Basov）
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