研究和微调“神奇”石墨烯的特性

科技世界作者 / 世界之声 / 2025-07-07 23:11
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    二维材料器件的最新进展为新的技术能力铺平了道路,特别是在量子技术领域。然而,到目前为止,对强相互作用系统中的能量

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  二维材料器件的最新进展为新的技术能力铺平了道路,特别是在量子技术领域。然而,到目前为止,对强相互作用系统中的能量损失进行的研究很少。

  考虑到这一点,巴塞尔大学物理系的Ernst Meyer教授领导的团队使用摆摆模式的原子力显微镜对石墨烯器件进行了更详细的研究。为此,研究人员使用了由慕尼黑大学的同事制造的两层石墨烯,其中两层石墨烯扭曲了1.08°。

  当两层石墨烯相互堆叠和扭曲时,就会产生“波纹”上层结构,这种材料就会获得新的性能。例如,当两层以所谓的1.08°的魔角扭曲时,石墨烯在非常低的温度下成为超导体,几乎没有能量损耗就能导电。

  使用原子力显微镜(AFM)测量,Alexina Ollier博士现在已经能够证明原子石墨烯层的扭曲角度在整个层上是均匀的,大约为1.06°。她还能够测量石墨烯层的导电特性是如何随着施加在器件上的电荷而改变和调整的。

  根据单个石墨烯电池的电子“充电”情况,这种材料表现为绝缘体或半导体。在测量过程中,5开尔文(-268.15°C)的相对高温意味着研究人员没有在石墨烯中实现超导性,因为这种现象——没有能量耗散的电流传导——只发生在1.7开尔文的低得多的温度下。

  “然而,我们不仅能够修改和测量设备的导电性能,”发表在《通信物理》杂志上的这项研究的第一作者奥利尔解释说,“而且还能赋予石墨烯磁性——当然,石墨烯只由碳原子组成。”

  Meyer说:“这是一项成就,我们能够在电子元件中成像微小的石墨烯薄片,改变它们的电和磁特性,并精确地测量它们。”这项工作是SNI博士学院博士论文的一部分。“在未来,这种方法还将帮助我们确定在强相互作用的情况下各种二维分量的能量损失。”

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