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計算機模擬顯示石墨炔的性能勝過石墨烯
中國科技網訊 據美國物理學家組織網近日報道,德國一個科研小組使用計算機模擬發現,因為其特殊的幾何結構,石墨炔(graphyne)或許比石墨烯的導電能力更強,用途更加廣泛。相關研究發表在最新一期《物理評論快報》雜志上。
    過去幾年間,很多科學家為神奇材料石墨烯“競折腰”,紛紛投身于對石墨烯的研究中,與石墨烯的特征和用途有關的研究報告也源源不斷地問世。但現在,隨著科學家們對石墨炔的研究不斷深入,結果發現,石墨炔具有極強的導電能力以及多種幾何形態,其性能或許會讓石墨烯相形見絀。
    眾所周知,石墨烯是單層的碳原子,這些碳原子排列成六角形或細鐵絲網圍欄的形狀。而石墨炔也是單層碳原子,但這些碳原子能以多種不同的形態而存在,這就使得其用途更加廣泛。
    科學家們已經發現,石墨烯擁有能導電的電子,電子的能量與其動量成正比,而當電子的能級被設計在三維狀態下時,它們會呈現出一個狄拉克椎的形狀。因為這種獨一無二的關系,這些導電電子會表現得好像它們沒有質量一樣,這樣就使它們能以非常接近光速的速度行進,這一屬性對于改進目前的晶體管技術來說非常有用。
    石墨烯具有單個或者兩個鍵,而石墨炔則能擁有兩個或者三個鍵;而且,石墨炔并不僅僅局限于六角形的形狀,其實際上能以無數種形態而存在。
    在最新研究中,科學家們使用計算機模擬仔細研究了三種不同形態的石墨炔,結果發現,這三種石墨炔都能產生一個狄拉克椎,盡管其形狀稍有不同,而最重要的是,其中一種名為6,6,12-石墨炔的材料能以四邊形的形態存在,這種結構的石墨炔應該能使電子僅僅在一個方向流動。科學家們表示,不需要朝這種石墨炔摻雜其他物質就能讓其具有很強的導電能力,而石墨烯一般需要朝其中添加摻雜物。
    盡管科學家們現在只能制造出尺寸非常小的石墨炔,但是,他們對最新研究感到興奮,并且認為石墨炔的應用前景非常誘人。另外,該研究已經證明很多不同形態的石墨炔能產生狄拉克椎,這意味著還有很多其他材料可能也能很好地做到這一點。(劉霞)
    《科技日報》(2012-03-16 二版)
(中國科技網)
本篇文章來源于 科技網|www.stdaily.com
 
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