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表征石墨烯的新方法

作者: 发布时间:2020-03-10

       科学家开发了一种表征石墨烯特性而不使用破坏性电接触的新方法,使他们能够研究石墨烯和其他二维材料的电阻和量子电容。来自瑞士纳米科学研究所和巴塞尔大学物理系的研究人员在“ 物理评论应用 ”杂志上报道了他们的发现。

石墨烯由单层碳原子组成。它是透明的,比金刚石更坚硬,比钢更坚固,更柔韧,并且比铜更好地导电。自2004年石墨烯首次被分离以来,世界各地的科学家一直在研究其性质以及超薄材料的可能应用。还存在具有类似有前途的应用领域的其他二维材料; 然而,他们的电子结构研究很少。

       无需电气接触

       电触点通常用于表征石墨烯和其他二维材料的电子特性。然而,这些可以显着改变材料的性质。来自瑞士纳米科学研究所和巴塞尔大学物理系的ChristianSchönenberger教授团队现已开发出一种新方法,可以在不使用接触的情况下研究这些属性。

       为此,科学家将石墨烯嵌入隔离器氮化硼中,将其置于超导体上并将其与微波谐振器耦合。石墨烯的电阻和量子电容都影响谐振器的品质因数和谐振频率。虽然这些信号非常弱,但可以使用超导谐振器捕获它们。

       通过比较有和没有封装石墨烯的谐振器的微波特性,科学家们可以确定电阻和量子电容。“这些参数对于确定石墨烯的确切性质以及确定其应用的限制因素非常重要,”Schönenberger集团博士生Simon Zihlmann解释道。

       也适用于其他二维材料

       在该方法的开发过程中,氮化硼包封的石墨烯用作原型材料。可以以相同的方式研究集成到其他材料中的石墨烯。此外,还可以在不使用电触点的情况下表征其他二维材料; 例如,半导体二硫化钼,其在太阳能电池和光学器件中具有应用。


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