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《在石墨烯中，通过打破材料的对称性，产生了压电和弯曲电。》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： 郭文姣
  • 发布时间：2018-04-03

  • 石墨烯是一种非压电材料。在杂质、缺陷和结构修饰的帮助下，可以在石墨烯中进行压电材料的工程。本研究报告了应变激发极化的机理以及对石墨烯系统的压电和挠度电系数的估计。在描述原子间相互作用时，采用了电荷偶极子势和强体势的组合。利用石墨烯材料中的对称性破断来产生极化。考虑到原始石墨烯、带圆形缺陷的石墨烯、带三角形缺陷的石墨烯和梯形石墨烯。对石墨烯原子系统进行了分子动力学模拟。电荷偶极电位函数的优化测量了这些系统的极化。原始和圆形缺陷石墨烯系统显示出持续的极化和应变。极化率随应变的变化而变化，形成三角形的变形和梯形的石墨烯系统。局部原子的形变产生了对应变梯度的极化变化。估计压电和柔度系数可以促进石墨烯在电子机械装置中的使用。

    ——文章发布于2018年3月29日

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  • 《材料系统使用石墨烯和金片产生太赫兹波》
    • 来源专题：光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者：husisi
    • 发布时间：2021-01-04
    • 2020年12月29日，德国德累斯顿-德国-西班牙研究小组开发了一种基于石墨烯的方法，以提高科学家产生太赫兹脉冲的效率。在该系统中，研究人员用金属片状结构（特别是金片状）涂覆了石墨烯片。 目前，科学家使用加速器设备和大型激光器来产生太赫兹波，通常很复杂。新材料系统的功能使其能够与现有的半导体技术兼容，从而可以有效地从千兆赫兹频率过渡到太赫兹频率，并且在执行这种过渡的电流源和转换器上具有更高的效率。 尽管石墨烯是已知的倍频器（当低太赫兹频率范围[0.3至0.7 THz]的光脉冲照射2D碳材料时，它们会转换为更高的频率），但太赫兹脉冲的有效生成依赖于极强的输入信号。为了可靠地生成此类信号，在全尺寸下运行的粒子加速器或大型激光系统使该方法不适用于许多应用。这些包括电通信系统，如5G。 图1. 超薄金薄片可大幅放大底层石墨烯层中的传入太赫兹脉冲（红色），从而实现高效的倍频。 为了开发一种场强度大大降低的材料系统，研究人员在石墨烯上涂了金薄片。金薄片的功能与天线非常相似，可放大石墨烯中传入的太赫兹辐射。加泰罗尼亚纳米科学与纳米技术研究所（ICN2）的Klaas-Jan Tielrooji表示，在物理系统中，该特性在石墨烯暴露于薄片时会提供非常强的电场。 该团队通过在玻璃载体上涂覆石墨烯层，然后在石墨烯上气相沉积超薄氧化铝层进行绝缘来测试其概念。然后，研究人员添加了一个金条晶格。低太赫兹范围内的光脉冲会击中材料，使入射辐射的频率倍增，从而使团队能够检测和分析过程的有效性。 “与未经处理的石墨烯相比，足够弱的输入信号足以产生倍频信号，” HZDR TELBE太赫兹设施的负责人Sergey Kovalev说。最初产生一个倍频信号所需的场强的十分之一足以使研究人员观察到倍频。转换后，脉冲功率比使用其他方法的系统强1000倍以上。 研究人员报告说，扩大金薄片的宽度并减小裸露的石墨烯层的覆盖面积可增强该过程及其效果。团队成员还展示了将输入频率提高到9倍的能力。 这种新材料增加了纯电信号从千兆赫兹过渡到太赫兹的可能性，这意味着工作量大大减少。 HZDR辐射物理研究所的Jan-Christoph Deinert表示，它可以被集成到芯片上。 研究人员说，太赫兹范围及其系统支持材料研究以及传感器和检测器的应用。  
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  • 《石墨烯和多孔石墨烯材料的化学性质和应用前景》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2020-04-27
    • 多孔材料（PMs）具有可调的孔隙率、高比表面积（SSA）等优异的化学和物理性质，因而在储能、催化、气体吸附和分离等领域受到广泛关注。尤其是其极高的表面积与质量或体积之比使得在表面和内部多孔空间中都可以与各种有机或无机物质发生紧密的相互作用。石墨烯是一种典型的sp 2 杂化碳二维（2D）薄片，具有高SSA、高杨氏模量、高固有电子迁移率等优异化学和物理性能。其中，氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（rGO）是两种典型的含有氧化基团和缺陷的单层石墨烯衍生物。此外，它们可以通过sp、sp 2 和sp 3 杂化轨道与许多不同的原子键合，从而生产出可有效结合PMs和石墨烯优点的多孔石墨烯（PG）。目前，石墨烯和氧化石墨烯（GO）作为两种独特的材料，渗透到几乎所有的研究领域，而多孔石墨烯材料（PGMs）结合了多孔材料和石墨烯的优点。因此，对石墨烯和PGMs进行总结显得非常有必要！ 成果简介 基于此， 中国科学院沈阳金属研究所的成会明研究员和中国科学院大连化学物理研究所的吴忠帅研究员（共同通讯作者） 联合总结报道了石墨烯和多孔石墨烯材料的化学性质和应用前景。在本文中，首先介绍了功能化石墨烯和GO的化学性质和处理方法，并介绍了构建多孔的典型步骤（面内孔、2D层状孔和3D互连孔组件等）。其次，总结了自组装以及定制PGMs的机制以突出显示精确控制孔的形态和孔径的意义。由于PGMs具有独特的孔结构、不同的形态和优异的性能，因此它们在能量存储、电催化和分子分离等各种应用中用作关键成分。最后，讨论了从了解化学自组装到特定应用中与PGMs相关的挑战，并提出了如何解决这些挑战的方案。总之，这为了解PGMs的化学性质和未来的应用发展提供了深刻见解。研究成果以题为 “The Chemistry and Promising Applications of Graphene and Porous Graphene Materials” 发布在国际著名期刊 Adv. Funct. Mater. 上。
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