鉅大LARGE | 點擊量:772次 | 2019年10月17日
應(yīng)變工程促進低維材料新應(yīng)用 幫助實現(xiàn)高溫超導(dǎo)
超導(dǎo)體永不停歇的電流可能為儲能和發(fā)電帶來新選擇。但是,只有在一定臨界溫度以下,就是冰點以下幾百攝氏度的低溫,超導(dǎo)體才能實現(xiàn)零電阻,并且代價非常昂貴。據(jù)外媒報道,塞爾維亞貝爾格萊德大學(xué)(UniversityofBelgrade)的物理學(xué)家們認為,他們找到一種方法,可以管控超薄單層晶園超導(dǎo)體(比如石墨烯),從而改變材料性質(zhì),為以后的器件創(chuàng)造新的人造材料。該校LEX實驗室的VladanCelebonovic表示:“通過拉伸雙軸應(yīng)變,提高臨界溫度,更容易實現(xiàn)高溫超導(dǎo)?!?/p>
科研小組研究,當不同類型的力對材料施加“應(yīng)變”時,低維材料(比如摻鋰石墨烯)的電導(dǎo)率變化情況。應(yīng)變工程已被用于微調(diào)大體積材料的性能,現(xiàn)在,在只有一個原子厚的低維材料中引入應(yīng)變,可以使它們具有承受大的應(yīng)變的優(yōu)點,不會發(fā)生斷裂。
導(dǎo)電性取決于電子的運動,該團隊花了7個月的時間,精確推導(dǎo)出哈伯德模型中提到的這種運動的數(shù)學(xué)公式,最終從理論上驗證電子的振動和輸送。這些模型和計算方法揭示,在摻雜石墨烯和二硼化鎂單層物質(zhì)中,應(yīng)變所引起的關(guān)鍵變化?!皩⒌途S材料置于應(yīng)變下,會改變所有的材料參數(shù)值,這意味著我們可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求設(shè)計材料?!盋elebonovic表示,石墨烯具有高彈性、強度和光學(xué)透明性,將應(yīng)變控制與石墨烯的化學(xué)適應(yīng)性結(jié)合起來,有可能開發(fā)出大量的新材料,應(yīng)用前景非常廣闊,比如柔性電子和光電器件。
Celebonovic和同事們,進一步測試兩種單層石墨烯應(yīng)變工程方法,對二維材料晶格結(jié)構(gòu)和電導(dǎo)率的影響。對于液相“剝落”石墨烯片,研究小組發(fā)現(xiàn)拉伸應(yīng)變會將單個薄片拉開,從而增加阻力,這種特性可用于制造傳感器,如觸摸屏和電子皮膚,電子皮膚是一種模仿人類皮膚功能的薄電子材料。貝爾格萊德大學(xué)石墨烯實驗室的JelenaPesic說:“通過對微機械剝落石墨烯樣品,進行原子力顯微鏡研究,我們發(fā)現(xiàn),石墨烯中產(chǎn)生的溝槽,可以成為很好的平臺,用于研究石墨烯應(yīng)變引起的局部電導(dǎo)率變化。這些結(jié)果可能推動我們的理論預(yù)測,幫助了解應(yīng)變對一維體系電導(dǎo)率的影響?!?/p>
該團隊表示,這些理論計算要付諸實踐,將面臨許多挑戰(zhàn)。但是,不久的將來,他們的工作可能會“徹底改變納米技術(shù)領(lǐng)域”。