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狄拉克的双层石墨烯在两层是完全一致(左)有轻微变化层间扭曲破坏interlayer-coupling和潜在的对称,导致一个新的频谱在arp数据意外强劲的签名。图片来源:图片由马苏金,弗里茨·哈伯(德国研究所。
长期以来人们一直认为的神奇材料石墨烯最终将预示着一个生产电子和光子产业革命。然而,这些希望目前还只停留在理论层面上。现在一个惊人的转折可能显示为什么这场革命尚未实现。
单层的石墨烯没有带隙,这意味着除了电子传导
无法控制,必须在生产设备和开关功能。
来应对这个问题,伯克利的研究人员使用一个外部电场工程师控制在双层石墨烯带隙,希望更好地控制材料的传导。
然而,当这些设备被投入练习,他们不希望,与传导带隙没有完全停止。
现在,伯克利实验室亚伦Bostwick领导的研究小组认为他们找到了原因——几乎imperceivable失调,导致最后扭转石墨烯结构。
发现这些扭曲导致的生成无质量的狄拉克费米子(本质上电子像光子),不遵守相同的正常电子能带约束。这意味着石墨烯是阻止成为完全绝缘。
虽然曲折是极其微小的,有时仅为0.1度的区别,他们可以大大改变石墨烯的性能和可用性。
亚伦Bostwick解释如下:
”的引入,生成一个全新的双层石墨烯电子结构产生巨大和无质量的狄拉克费米子,”“无质量的狄拉克费米子分支由这个新结构可以防止双层石墨烯成为完全绝缘即使在一个非常强大的电场。这就解释了为什么双层石墨烯没有达到理论预测在实际的设备都是基于完美或无捻双层石墨烯”。
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亚伦Bostwick伯克利实验室的先进光源led的发现一个小转折的形成双层石墨烯在电子性能有很大影响。图片来源:图片由罗伊Kaltschmidt,伯克利实验室。
伊莱罗滕伯格,作者概述了这些发现发表在一篇新论文自然材料,欧洲杯足球竞彩下面谈论实验过程利用达到他们的结果。
“arp和Beamline 7.0.1可以使我们很容易识别的双层石墨烯的电子光谱,”“我们观察到的光谱是非常不同于已经假定,包含额外的分支组成的无质量的狄拉克费米子。这些新的无质量的狄拉克费米子在一个完全意想不到的方式由对称扭曲层。”
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伊莱罗滕伯格监督研究肌萎缩性侧索硬化症Beamline 7.0.1,总理设施确定金属的电子结构、半导体和绝缘体。图片来源:图片由罗伊Kaltschmidt,伯克利实验室
这里是一个小的提醒为什么石墨烯电子制造商可以有益的材料:电子移动快100倍通过石墨烯比他们穿过硅,它是人类已知的最薄的材料,但也最强的之一,而且它非常密集,但几乎透明。
这项新的研究进一步的理解石墨烯作为一个整体,但也提供了另一个一步石墨烯的商业化。
马苏金,最近的一篇论文的主要作者,总结本研究的主要优点:
“现在我们理解这个问题,我们可以搜索解决方案”。“例如,我们可以尝试开发制造技术,减少扭曲效果,或减少双层石墨烯的尺寸我们做,这样我们有一个更好的机会在本地生产纯物质。”"A lesson learned here is that even such a tiny structural distortion of atomic-scale materials should not be dismissed in describing the electronic properties of these materials fully and accurately."
原始资料来源:美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室
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