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芝加哥伊利諾伊大學：新型化學方法將帶來石墨烯技術革新

2017-06-20 10:38:25 作者：本網整理來源：石墨烯聯盟分享至：

芝加哥伊利諾伊大學（UIC）的科學家已經發現了一種新的化學方法，將擴大石墨烯的應用同時保持其超快速電子學。該化學方法將通過擴大石墨烯納米材料的應用范圍來徹底改變石墨烯技術。

    近日，《納米快報》（Nano Letters）在線發表了UIC的科學家通過使用化學工藝將納米材料附著在石墨烯上而不改變石墨烯中碳原子的性質和排列，在擴大石墨烯的應用同時保持其超快速電子學的相關實驗及證明研究成果。該論文題為“Retained Carrier-Mobility and Enhanced Plasmonic-Photovoltaics of Graphene via ring-centered η6 Functionalization and Nanointerfacing”。

    伊利諾伊大學芝加哥分校的科學家已經發現了一種新的化學方法，該方法不僅能使石墨烯保持住超高速電子器件的性能，而且還能使石墨烯在實際中得到廣泛的應用。石墨烯是一種輕質、薄而柔軟的材料，可用來提升計算機的顯示屏、電子/光子電路、太陽能電池以及各種醫療、化學和工業過程等的強度與速度。它是由六邊形的重復圖案結合在一起的單層碳原子組成。

    石墨烯，15年前由英國曼徹斯特大學的物理學教授首次分離出來，它是一種二維材料，厚度非常的薄，被認為是地球上強度最大的材料。

    副教授Vikas Berry兼化學工程部門負責人及其同事使用化學工藝，在不改變石墨烯中碳原子的性質和排列的前提下，就將納米材料附著在石墨烯上。通過這樣做，伊利諾伊大學芝加哥分校的科學家保留了石墨烯的電子遷移率，這在高速電子學中是至關重要的。

    Vikas Berry說，通過將等離子體銀納米顆粒添加到石墨烯中，也使得石墨烯太陽能電池的效率提高了大約11倍。

    Vikas Berry的新方法不是將分子添加到石墨烯的單個碳原子中，而是將諸如鉻或鉬的金屬原子添加到一個苯環的六個原子中。與以碳為中心的化學鍵不同，該鍵被離域化，這使得碳原子的排列保持不變和呈平面狀，從而使得石墨烯保持其獨特的導電性能。Berry說，在石墨烯中加入納米材料的新化學方法將擴大其應用的范圍，從而徹底改變石墨烯技術的發展。

    他說：“石墨烯與其他納米系統的接口是一個挑戰，因為石墨烯缺乏錨定化學物質，但如果以改變石墨烯的化學物質來添加錨點，那么它將失去其優越的性能。我們本次研究的化學特性幾乎能使石墨烯與任何東西結合，同時保留其特性。我們設想，我們的工作將促使全球向‘環狀’化學反應的方向發展，從而將石墨烯與其他系統連接起來。

    這項由國家科學基金（CMMI-1030963）資助的研究論文全文發表在 Acta Physica Sinica（DOI: 10.7498/aps.66.026103）上。