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石墨烯三维异型体比金刚石更稳定|鸭脖官方网站

更新时间  2021-08-04 22:03 阅读
本文摘要:最近,美国俄克拉荷马大学科学家明确提出,石墨烯有可能还有一类三维的异型体,它们归属于一个新的家族。这些结构有可能在实验中制备,其中最简单的“超强蜂窝”结构享有许多不奇怪的性质,有可能比金刚石更加平稳。涉及论文公开发表在最近的《物理评论快报》上。 石墨烯是一种单层六角形的2D结构,每个碳原子与其他3个碳原子连接。这种“平面三角相连”彰显它许多独有的属性,特别是在是电学性质,使其沦为一种卓越的半导体材料。

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最近,美国俄克拉荷马大学科学家明确提出,石墨烯有可能还有一类三维的异型体,它们归属于一个新的家族。这些结构有可能在实验中制备,其中最简单的“超强蜂窝”结构享有许多不奇怪的性质,有可能比金刚石更加平稳。涉及论文公开发表在最近的《物理评论快报》上。

石墨烯是一种单层六角形的2D结构,每个碳原子与其他3个碳原子连接。这种“平面三角相连”彰显它许多独有的属性,特别是在是电学性质,使其沦为一种卓越的半导体材料。石墨烯的三角相连不会产生不奇怪的现象:导致电子的能量随其动量呈圆形线性变化,使电子经常出现类似于相似光速运动的不道德。迪拉克方程叙述了这种相对论电子,所以电子产生这种不道德时的动量值被称作“迪拉克点”。

大部分材料结构都没迪拉克点。这种线性不道德不会大大影响电子产于和它们与晶格振动之间的相互作用。

研究人员想要告诉,把碳基平面三角结构上的迪拉克点扩展到三维空间,构成迪拉克环会怎样。实验中至今仍未仔细观察到迪拉克的环,只是预测其不存在于少数笔法材料中。分析指出,当三角相连碳原子链相互横向填充时,理论上可以构成迪拉克的环。

这种排序不同于石墨,石墨虽然也是3D结构,但是一层层填充的。而横向填充链有许多有所不同的维度,因为蜂窝六角形在横向和水平融合方式上有多种有可能。如最简单的超强蜂窝结构,只有两个碳原子相互横向构成,其晶格类似于微小的双面书架。俄克拉荷马大学基兰·穆伦说道:“我们的研究有两层含义。

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首先,这是第一个展出迪拉克的环的非常简单系统。迪拉克环是电子系统中仍未看到的一种性质,对电子流经系统的方式以及它们在磁场中的不道德都有相当大影响。

其次,这一系统不会带给许多涉及系统,有些是其他碳结构,有些是类似于的有所不同物理系统,如冻气体原子的光学晶格,还有可能找到更好不奇怪的性质。”3D结构可能会让超强蜂窝同素异形体极为平稳,甚至多达金刚石和石墨。

穆伦说道:“我们正在尝试计算出来其硬度(剪切性)和强度(外用脱落性)。”他们预计,要制备这种碳同素异形体新家族是个相当大挑战,但用目前的技术也是有可能的。


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