行業(yè)新聞丨碳材料的研究促進納米電子學的發(fā)展
美國加州大學勞倫斯利佛莫國家實驗室研究了一種方法可以從被激光熔化的石墨中制備碳原子直鏈。這種材料被稱作碳炔,它具有若干新奇的特性,它可以根據使用者的需要來調整電子回路中的電流。
由于碳炔在天體中被出現(xiàn),并且它在納米電子學和超硬材料中有潛在應用,使得其成為熱門的研究對象。它的線型結構賦予了它獨特的電性能——對伸展和彎曲十分敏感,此外它的硬度也是金剛石的40倍。在默奇森和艾倫德隕星上都發(fā)現(xiàn)了它的存在,而且它也是星際塵埃的組成部分。
勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的科學家Nir Goldman和來自加州理工大學的本科生暑期研究人員Christopher Cannella想要采用計算機模擬研究液態(tài)碳蒸發(fā)過程中的性能,液態(tài)碳是由一束激光照射在石墨表面形成的。激光可以將石墨表面加熱到幾千攝氏度,然后就會形成不穩(wěn)定的液滴,令他們驚訝的是,在他們的模擬中,當液滴蒸發(fā)冷卻后卻形成了許多束的碳原子直鏈。
Goldman說,關于如何制備碳炔以及它是如何穩(wěn)定存在的有許多猜想,我們對激光溶化石墨的演示是一種制備碳炔的可行方法。如果你以一種可控的方法來控制碳炔的制備,它可以作為一種新材料在不同的研究領域中應用,例如作為一種可調諧半導體甚至可以應用于儲氫。我們的方法證實了碳炔可以很容易在實驗室或者其他條件下制備出來。這個過程也存在于天體或者星際介質中(能那些暴露在其中的含碳材料在高溫下融化)。Goldman的研究和計算模型允許和實驗直接進行比較,它可以幫助確定在制備具有獨特性能的碳基材料中的參數。
Goldman說,我們的模擬提出了一種制備碳炔纖維較為可行的機理,并且它也證實了以前關于碳炔形成的實驗觀測現(xiàn)象。這些結果都能夠幫助確定碳炔制備時的一系列熱力學條件,并且它也可以解釋碳炔在隕石中的存在,是由于沖擊導致的高壓環(huán)境所致。(來源網絡)