9月6日消息，中國科學(xué)院今日發(fā)布消息說，該院物理研究所高鴻鈞院士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊，最近在國際上首次實現(xiàn)了原子級精準(zhǔn)控制的石墨烯納米結(jié)構(gòu)折疊，這是目前世界上最小尺寸的、可按需定制的石墨烯“折紙”。
經(jīng)過多年研究攻關(guān)，我國科學(xué)家在世界上首次實現(xiàn)了原子級精準(zhǔn)控制的石墨烯折疊，這是目前世界上最小尺寸的石墨烯折疊，對構(gòu)筑量子材料和量子器件等具有重要意義。這一成果今天（6日）在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表。
據(jù)了解，探索新型低維碳納米材料及其新奇物性一直是當(dāng)今科技領(lǐng)域的前沿科學(xué)問題之一，而二維的石墨烯晶格結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是其他眾多的碳納米結(jié)構(gòu)的母體材料。理論預(yù)測發(fā)現(xiàn)，在原子尺度，通過對石墨烯的彎曲折疊，可以構(gòu)筑出具有新奇電子學(xué)特性的納米結(jié)構(gòu)，但在單原子尺度精確地折疊石墨烯，特別是根據(jù)特殊需要沿特定方向?qū)κ┻M(jìn)行折疊，具有極大挑戰(zhàn)性。
受折紙藝術(shù)的啟發(fā)，折疊操縱經(jīng)常被巧妙地用于很多科學(xué)技術(shù)前沿領(lǐng)域。最近，高鴻鈞院士研究團(tuán)隊的陳輝博士等人通過科研攻關(guān)，在世界上首次實現(xiàn)了對石墨烯納米結(jié)構(gòu)的原子級精準(zhǔn)的可控折疊，構(gòu)筑出一種新型的準(zhǔn)三維石墨烯納米結(jié)構(gòu)，它由二維旋轉(zhuǎn)堆垛雙層石墨烯納米結(jié)構(gòu)與一維的類碳納米管結(jié)構(gòu)組成。
研究團(tuán)隊通過掃描探針操控技術(shù)，具體實現(xiàn)了五方面突破：一是石墨烯納米結(jié)構(gòu)的原子級精準(zhǔn)折疊與解折疊；二是同一個石墨烯結(jié)構(gòu)沿任意方向的反復(fù)折疊；三是堆疊角度精確可調(diào)的旋轉(zhuǎn)堆垛的雙層石墨烯納米結(jié)構(gòu)；四是準(zhǔn)一維碳納米管納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑；五是雙晶石墨烯納米結(jié)構(gòu)的可控折疊及其異質(zhì)結(jié)的構(gòu)筑。研究團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)，通過石墨烯“納米折紙術(shù)”得到的準(zhǔn)一維納米管異質(zhì)結(jié)具有不同的能帶排列方式。
中國科學(xué)院院士高鴻鈞：折疊之后，這些新型的二維原子晶體材料有可能由沒有超導(dǎo)特性變成（有）超導(dǎo)特性，沒有磁性可以變成有磁性。利用這樣一些特性的變化去構(gòu)造功能的量子器件，對未來的應(yīng)用將會有重要的意義，比如量子計算等等。
01月07日 18:14
