石墨烯獲得熱靈敏度新屬性
- 發佈時間：2015-08-07 02:29:23 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京8月6日電 （記者劉霞）在長達4年的時間裏，美國兩名科學家一直在嘗試對石墨烯進行修改，讓其擁有熱靈敏度，用於紅外線成像設備內。目前，他們成功研製出擁有磁性、光學、電學以及熱屬性的新材料，可廣泛應用於軍用護目鏡、手機照相機、光電探測器以及電晶體內，還有望改變人們的工作和娛樂方式。
石墨烯是一種比頭髮絲細100萬倍的材料，由排列成蜂巢結構的碳原子組成，具有超高的導電性、耐用性和可塑性。美國東北大學物理學家斯瓦斯迪科·卡爾和斯裏尼瓦斯·斯裏達爾一直希望能通過給石墨烯添加其他元素，從而研製出擁有超越石墨烯屬性的新材料。
據物理學家組織網近日報道，在研究初期，卡爾團隊給石墨烯添加了硼和氮元素，但花費很多時間試圖將混入産品中的氧氣除掉，因為他們擔心氧氣會污染這種正在研製的“純凈”材料。但後來他們意識到，無法忽視氧氣在其中的重要作用，因此決定採用最好的辦法來控制氧元素。
結果表明，添加氧元素後，新材料在反應室中的行為完全超出他們的想像：氧決定了硼、碳和氮等其他元素在固態晶體中的混合方式。卡爾解釋説，少量氧“蝕刻掉”了一些碳，為硼和氮的加入騰出了空間，“就好像氧氣控制了新材料的幾何結構”。
他們將新物質命名為“2D-BNCO”，代表其由硼、氮、碳和氧四種元素組成，而且是一種二維的超輕質材料。研究人員使用電子顯微鏡和分光鏡等工具對新物質進行了分析，結果表明，其擁有磁性、電學、光學屬性以及美國國防部高級研究計劃局（DARPA）一直孜孜以求的熱屬性。
新材料潛在的應用範圍非常廣泛：從手機用的20兆像素陣列到光電探測器再到原子厚度的電晶體等。接下來，他們將檢查新材料的力學屬性，並用實驗證實其磁性。據悉，美國軍方研究實驗室、DARPA對此研究提供了資助。
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