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        石墨烯可成為半導體
        --氫在10飛秒內(nèi)與石墨烯結(jié)合

        2019-02-09 19:45:07
        上海節(jié)能 2019年6期
        關(guān)鍵詞:化學鍵碳原子氫原子

        石墨烯由純碳組成,只有一個原子層厚。然而,它非常穩(wěn)定、堅固、甚至導電。但它沒有帶隙,不能用作半導體?,F(xiàn)在,研究人員通過將氫原子粘在石墨烯上,就可以形成帶隙。

        最近,國際研究小組用氫原子轟擊石墨烯,發(fā)現(xiàn)“氫原子不是立即飛走,而是短暫地“粘”在碳原子上,然后從表面反彈,形成了一種短暫的化學鍵”。

        為解釋上述實驗結(jié)果,科學家們在計算機上進行理論模擬,結(jié)果再現(xiàn)原子形成瞬間化學鍵的超高速運動。此鍵僅持續(xù)大約10飛秒——10萬億分之一秒,是有史以來直接觀察到的最快的化學反應(yīng)之一。

        在10飛秒時間里,氫原子幾乎把所有的能量轉(zhuǎn)移到石墨烯的碳原子上。它能觸發(fā)一個聲波,從氫原子撞擊點向外傳播到石墨烯表面,幫助氫原子與碳原子的結(jié)合。

        研究結(jié)果為化學鍵合提供了全新的視角并將極大的受益工業(yè)領(lǐng)域。把氫原子粘在石墨烯上產(chǎn)生帶隙成為有用的半導體將在電子技術(shù)中通用。

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