2020年8月19日
原子薄的钻石,也叫diamane,是一个二维的碳同素异形体,并吸引了大量的科学兴趣,由于其潜在的物理性能。
然而,以前的研究表明,原子薄的金刚石薄膜在原始状态下是不可能实现的,因为金刚石具有三维晶体结构,并且由于悬垂sp的作用,当减薄到金刚石单位细胞的厚度时,就会缺乏化学稳定性3.债券。
与特定的化学基团的表面碳的化学官能被认为需要稳定二维结构,诸如表面氢化或氟化,和各种基材也已经在这些合成的尝试中使用。但是,所有这些尝试的改变金刚石膜的成分,也就是说,质朴diamane成功合成了到现在为止没有实现。
调节碳材料在高温高压下的相变过程一直是实现金刚石化的直接方法。欧洲杯足球竞彩在这里,由博士领导的一组科学家。高压科学技术高级研究中心的冯轲和陈斌采用这种直接的方法,即通过压缩机械剥离少层石墨烯的金刚石化,合成了备受欢迎的金刚烷薄膜。欧洲杯线上买球这项研究发表在纳米快报。
该diamondization过程通常伴随着的能隙和急剧电阻上升的开口由于属2-SP3.碳原子之间的再杂化。“低层石墨烯的原位电传输测量很难在高压下进行,”冯轲说。“但是,用我们最近开发的基于光刻的microwiring技术对电阻测量金刚石表面的准备薄膜电极,我们能够学习压力引起的SP2-SP3.与层厚度范围从12到在室温下的双层机械剥离的石墨烯的diamondization过渡“。
他们的研究表明,原始的h-diamane可以通过在室温下,这一次合成可以保留至约解压缩时为1.0GPa压缩三层和较厚的石墨烯以上述为20GPa来合成。“光吸收表明H-diamane具有2.8±0.3电子伏特的能隙,并且进一步能带结构计算证实2.7-2.9电子伏特的间接带隙,”该研究的第一作者之一、HPSTAR的博士生张凌空解释道。“相比于无缝石墨烯,半导体H-diamane提供了基于碳的电子设备令人兴奋的可能性。”
的XRD测量表明,少层石墨烯至h-diamane过渡是一个渐进的结构转变,这有助于了解连续电阻增加和三层吸光度减少和较厚的石墨烯与过渡压力以上的压力。理论计算表明,(-2110)面取向的h-diamane是能量稳定并具有较低的焓比过渡压力高于其的多层石墨烯的前体。
“像石墨烯,碳纳米管,富勒烯和其他新颖的碳同素异形体的发现,质朴diamane的实现表示在材料科学另一个令人兴奋的成果,”欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球陈斌博士补充道,“高压下的热处理可能有助于在环境压力下保存原始h-diamane,正如高温高压合成压力可淬灭h-diamond的方法所建议的那样。实现金刚烷的保存和工业应用仍然面临挑战。”
更多信息:“原子薄的六角菱形与压缩的合成”那Nano。2020, 208,5916 -5921。
来源:http://hpstar.ac.cn/