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《纳米- arpes揭示的石墨烯的结构和电子不均匀性》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： 郭文姣
  • 发布时间：2017-08-18

  • 电子结构描述了电子态在互反空间中的分布，是凝聚态物理中最基本的概念之一，因为它决定了材料的电、光和磁行为。由于其具有共价键合的二维蜂窝状晶格，原始石墨烯在平面刚度和结构性能上都是无与伦比的。本文采用空间分辨率~ 100nm(nano - arpes)的角度解决了石墨烯的结构和电子性质，并通过化学气相沉积法(CVD)讨论了石墨烯的结构和电子性质。我们的研究结果揭示了石墨烯薄膜的空间不均匀性，证明了纳米带对不同材料电子结构微观不均匀性的检测能力。

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  • 《石墨烯纳米线模拟人类最好的鼻子。》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2018-03-30
    • 石墨烯的机械稳定性、高导电性以及与多种碳质功能化化学物质的相容性使其成为新型气体传感器的诱人主机系统。现在，研究人员已经克服了利用石墨烯在自然界最伟大的传感器之一——狗的鼻子——的生物模拟中所面临的一些制造挑战。 几世纪以来，狗的嗅觉都非常灵敏。在狗的鼻子里有丰富的毛细血管的介观结构，将一个巨大的嗅觉区填入一个小体积内。石墨烯纳米线——纳米薄片均匀地缠绕在自己周围——已经被提议用作这种毛细管结构的人造模拟物。对这一点的挑战是石墨烯纳米线的制造，它符合性能预期。 过去的尝试是在未还原或部分还原的状态下开始使用氧化石墨烯。因此，形成的纳米线缺乏石墨烯的恒星电子和表面化学性质。另一个重大挑战是保持卷轴的均匀性。 姚王，雷江，郭福州和他的同事们发现了一种克服纳米材料制造的挑战的方法。他们使用一种芳香族聚合物，聚(p-styrenesulfonate) (PSS)，作为表面活性剂分散在氧化石墨烯的水溶液中。聚合物和石墨烯氧化物之间的非共价相互作用将表面活性剂与它的目标结合起来，减少了石墨烯氧化物纳米薄片的聚集，从而使它们的表面键完全减少。 研究人员将水溶液倒入一个玻璃瓶中，将其浸泡在液态氮中，然后将其装入“冻干机”——冷冻干燥器——将冰升华。在整个升华过程中，纳米薄片开始逐渐滚动，一旦脱水完成，就会完全滚动。 检查结束 研究小组对合成的纳米管进行了表征，发现其管状结构的长度、直径和直线度都很均匀。他们还在冻干过程中使用了分子动力学模拟和低温扫描电镜，从而揭示了滚动的行为。速冻程序在玻璃瓶内建立一个垂直的温度梯度。冰沿着这个梯度结晶，因此当过程迅速发生时，嵌入的纳米薄片沿着这个垂直方向冻结。 当冰开始升华时，一层薄薄的纳米薄片被暴露出来。分子动力学模拟表明，在石墨烯氧化石墨烯纳米片的一侧，PSS的一种特殊的结合，使其在卷轴形成过程中产生了纳米薄片的曲率，这部分是由于PSS层的亲水性质。 然后，研究人员可以通过喷洒分散的纳米粒子的液滴，来制造气体传感器，并将其放置在银-钯电极上。这些传感器构成了线性欧姆装置，其电阻是通过目标分析物的存在来调节的，这里是NO2。与类似石墨烯基传感器相比，新冻干方法产生的传感器灵敏度更高，对NO2的选择性更强。
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  • 《石墨烯纳米带的磁极状态和相干处理。》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2018-06-04
    • 石墨烯是由碳原子组成的单层网络，具有优异的电气和机械性能。石墨烯带具有纳米尺度的宽度s2、3(纳米带)应该具有半金属性和量子限制。石墨烯纳米带的磁化边缘被广泛地从理论的角度进行研究，因为它们的相干操作将成为自旋电子和量子计算的里程碑。然而，实验研究一直受到阻碍，因为纳米带边缘不能以原子精度生产，而且所提出的石墨烯末端在化学上是不稳定的。在这里，我们解决了这两个问题，通过分子石墨烯纳米带功能化与稳定的自旋带自由基基团。我们观察了所预测的离域磁边缘状态，并对自旋动力学和自旋环境相互作用的理论模型进行了测试。通过与非石墨化参考材料的比较，我们可以清楚地识别基功能化石墨烯纳米带的特征行为。我们量化了自旋轨道耦合的参数，定义了相互作用模式，确定了自旋退相干通道。即使没有任何优化，在室温下，自旋相干时间也在微秒范围内，我们在边缘和自由基自旋之间进行量子反演。我们的方法提供了一种实验测试石墨烯纳米带磁性理论的方法。我们观察到的相干时间为量子自旋电子器件中磁性纳米带的使用开辟了令人鼓舞的前景。 ——文章发布于2018年5月30日
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