金剛石合成石墨烯技術(shù)成功

石墨烯這種材料的種種過人之處,比方說出色的強度、優(yōu)異的電氣性能、熱傳導(dǎo)性和電子遷移率。這些不同的特點都讓石墨烯在觸摸屏、半導(dǎo)體、太陽能電池、超級電容器等領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的影響。

但是,只有在原材料純凈的情況下,才能生產(chǎn)出高性能的石墨烯。生產(chǎn)高性能石墨烯是非常有挑戰(zhàn)性的事情,但是美國能源部下屬的阿貢國家實驗室找到了一個可能的解決材料——超納米金剛石。

Anirudha Sumant是領(lǐng)導(dǎo)阿貢國家實驗室的材料科學(xué)家,他們目前與加州大學(xué)河濱分校進行合作,使用超納米金剛石(UNCD)作為基底合成出來石墨烯。這種合成方式可以保證去除大部分雜質(zhì)。

文章的第一作者黛安娜·伯曼(Diana·Berman)說:“當(dāng)我第一次通過掃描電子顯微鏡看到的時候,發(fā)現(xiàn)這種方式做出來的石墨烯完整漂亮,這讓我非常驚訝。我一直在用不同的方法制作石墨烯,但是我從沒有看到過這么好的形狀?！?/p>

這種合成方式可以在更低的溫度下合成石墨烯,比起用碳化硅合成石墨烯的方式(現(xiàn)在廣泛使用的方式)要節(jié)省更多的時間。三四層的碳化硅晶體價格接近1200美元,而UNCD的成本價低于500美元,具有更高的經(jīng)濟效益。

阿貢實驗室的小組成員表示,他們一共獲得了三項專利。他們目前開始與瑞典空間物理研究所和歐洲航天局合作,開發(fā)用于木星冰月亮探測器(JUICE)計劃的石墨烯涂層探針。另外,阿貢實驗室的研究團隊目前正在為北卡羅來納大學(xué)的研究人員開發(fā)用于生物傳感器的石墨烯探針。

研究人員目前已經(jīng)將研究成果發(fā)表到了《Nature Communications》上,當(dāng)然,實驗室的研究人員還會繼續(xù)優(yōu)化這種石墨烯的制造方法。 (ZOL新聞中心)