2019年5月6日
石墨烯是众所周知的一个惊人的材料。它由纯碳,只有一个原子层的厚度。尽管它非常强大,稳定,以及导电电子设备时,它仍然有重大的缺点。
氢原子(蓝色)的石墨烯表面(黑),形成了超快的与一个碳原子(红色)。氢原子的高能冲击首先被相邻的碳原子吸收(橙色和黄色),然后传递到石墨烯表面声波的形式(图片来源:奥利弗Bunermann /马克斯普朗克研究所的生物物理化学和哥廷根大学)
石墨烯具有无隙,它不能被用作半导体。可以创建一个能带上氢原子石墨烯。目前,科学家从哥廷根和帕萨迪纳市(美国)已经开发出一个“原子尺度的电影”展示了石墨烯的化学结合的氢原子反应最快的一个研究直到现在(欧洲杯线上买球,4月25日th,2019)。
石墨烯的轰炸与氢原子是由全球研究小组。
氢原子的表现比我们预期的完全不同。而不是立即飞走,氢原子“粘”短暂到碳原子,然后反弹。他们形成一个短暂的化学键。
系的动力学主管亚历克Wodtke表面,马克斯·普朗克生物物理化学研究所
亚历克Wodtke也是物理化学研究所的教授哥廷根大学。
研究人员惊奇地发现,氢原子拥有更多的能量与石墨烯碰撞但离开之前当他们四散。哪里的氢原子碰撞的能量损失呢?
亚历山大•Kandratsenka马克斯·普朗克生物物理化学研究所研究员,哥廷根,一起在加州理工学院的同事,解释这些神奇的实验观察通过开发理论方法,他们在电脑上模拟,后来与他们的实验。与这些理论模拟,与实验观测,科学家们可以繁殖的超高速运动原子形成了短暂的化学键。
这只债券持续大约十femtoseconds-ten此秒。这使它有史以来最快的化学反应直接观察到。在这十飞秒,氢原子可以几乎所有的能量转移到石墨烯的碳原子,它触发一个声波传播的氢原子向外影响石墨烯表面,就像一块石头,落入水和引发一波。
亚历山大•Kandratsenka马普研究所研究员,生物物理化学
声波是促成因素,帮助氢原子更容易地绑定到碳原子比预期的研究人员和之前预测的模型。
这项研究的结果提供一个基本的和新的理解的化学成键。此外,他们吸引了业界的极大关注。氢原子的绑定石墨烯可以形成一个能带,从而使之成为一个有用的半导体和更通用的电子设备。
Oliver Bunermann项目组长哥廷根大学,说更多的努力一直在投资建立和执行这些实验。
我们必须实施在超高真空保持石墨烯表面非常干净。
奥利弗Bunermann,项目组长,哥廷根大学
同时,研究人员使用大量的激光系统生产前氢原子碰撞后的实验,来检测他们。根据Bunermann,项目的成功主要是由于极好的技术人员在车间马克斯普朗克研究所的生物物理化学和哥廷根大学。