弯曲的晶界可以增强石墨烯的强度

发现左侧的计算模型中的晶界和中心的模拟显微镜图像是实际晶界的接近完美匹配,该晶体边界在康奈尔大学的科学家领导的2011年自然纸中所描绘。蓝色突出显示的现场环可能是由于显微镜电子束受照射引起的失真。由Yakobson Group提供

科学家莱斯大学已经表明,弯曲的晶粒界限增加了强度和可预测的半导体特性。

石墨烯是一种原子厚的碳形式。但是,它很少是与鸡线相似的六原子环的完美晶格。当使用化学蒸气沉积来生长石墨烯时,通常由单独生长的床单组成,这些床单从热催化剂向外盛开,直到它们相遇为止。这些就像“域”。在会议场所,定期行中的原子本质上不是对齐的,因此,如果要由连续的石墨烯平面形成连续的石墨烯平面,则必须调整它们。这种调整似乎是一个不规则的五个原子环行,弥补了角度差异。

赖斯大学的理论物理学家鲍里斯·亚科布森(Boris Yakobson)的实验室确定,拥有七个碳原子的环可能是降低石墨烯强度的弱点。Yakobson是赖斯的Karl F. Hasselmann材料科学和纳米工程教授,也是化学教授。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球但是,在水稻上进行的新研究表明,在某些情况下,弯曲的晶界可以增强多晶片,这将提供纯石墨烯的强度。还创建了一个相当大的电子传输隙的带隙。原始石墨烯可实现电力的弹道运输,但是,电子需要可以启动并以可控制的方式停止流动的材料。欧洲杯足球竞彩这是半导体的特性,研究人员一直在试图获得控制2D材料和石墨烯中半导体特征的能力。欧洲杯足球竞彩

雅科布森(Yakobson)和他的研究人员团队进行了研究,发现特定角度,通常会降低床单的强度实际上减轻压力的“弯曲”边界。博士后研究员张张张领导了这项研究。

如果减轻了沿边界的应力,则将增强石墨烯的强度,但这仅适用于与直界相比的弯曲晶界。

研究团队计算了晶界的机械强度,以找出每个人都影响彼此的方式。具体而言,确定了可能结合的边界,以及可能在拉伸应力作用下破裂的可能位置。通过晶粒边界的形成或一对环的形成,可以通过晶界来最小化板之间存在的界面能量。在这里连接的五个原子和七个原子单元时,当一个成员的戒指中的一个原子移至其相邻环时。

在某些情况下,域的角度不能控制直界,而是绕组边界。这些弯曲的边界是由研究人员模拟的,用于测量带隙和拉伸强度特性。他们发现小部分是周期性的,并且适用于整个多晶片。周期性是沿边界长度重现的模式。

An astounding discovery was that one of Zhang’s simulations of energetically “preferred” sinuous grain boundaries matched an asymmetric boundary that he had observed in a paper that had been published in the journal Nature in 2011. Imaging with scanning transmission electron microscopy showed that the atomic grain-boundary structure had dislocations that had very similar arrangement. Zhang said that of the hundred rings that were in view, only one pair of rings were not in their designated location, which could possibly be due to a distortion that had occurred due to irradiation from the electron beam emitted by the microscope.

为了从赖斯实验室的预测中获得收益,研究人员必须找到种植多晶石墨烯的方法,并准确地对组件进行准确的错位。Yakobson表示这将非常困难。

研究生Fangbo Xu,Luqing Wang和Yang Yang是这项研究的合着者。

但是,到目前为止,可以假设的 - 如果石墨烯在多晶金属底物上具有规定的晶粒方向的多晶金属底物成核,以便出现的碳岛继承下面的模板的未对准。

Yakobson

美国空军科学研究办公室和能源部为这项研究提供了支持。研究人员利用了由国家科学基金会支持并由赖斯的肯尼迪信息技术研究所管理的Davinci和Sugar Super Computer群集。欧洲杯线上买球

这项研究已发表在高级功能材料中。欧洲杯足球竞彩

参考

斯图尔特·米尔恩(Stuart Milne)

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斯图尔特·米尔恩(Stuart Milne)

斯图尔特(Stuart)毕业于威尔士大学(University of Wales),加的夫学院(Institute Cardiff),拥有工业产品设计的一流荣誉学位。在研究了一家参与LED照明解决方案的初创公司之后,Stuart决定与Azonetwork抓住机会。在过去的五年中,斯图尔特(Stuart)参与了开发行业领先的产品范围,增强客户体验并改善旨在为客户赚取的营销美元提供巨大价值的内部系统。在业余时间,斯图尔特(Stuart)喜欢通过创作艺术作品并继续对素描的热爱来继续他对艺术和设计的热爱。将来,斯图尔特(Stuart)希望继续他对旅行的热爱,并探索新的令人兴奋的地方。

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    米尔恩,斯图尔特。(2015年2月4日)。弯曲的晶界可以增强石墨烯的强度。azom。于2022年12月27日从//www.wireless-io.com/news.aspx?newsid=43245检索。

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  • 哈佛大学

    米尔恩,斯图尔特。2015。弯曲的晶界可以增强石墨烯的强度。AZOM,2022年12月27日,https://www.wireless-io.com/news.aspx?newsid=43245。

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