美國(guó)能源部橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員近日開發(fā)出了真正單層的“白石墨烯”材料。這種材料可能會(huì)開啟電子甚至是量子器件的新紀(jì)元。
六方氮化硼是石墨烯材料的“近親”，但是比石墨烯具有更好的透明性。它是化學(xué)惰性的，非反應(yīng)性的，且原子級(jí)平滑的。它還具有很高的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)熱性。和石墨烯不同的是，它是絕緣體，而不是電導(dǎo)體，這使得它可作為基板應(yīng)用在手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦和許多其他電子設(shè)備中。
動(dòng)力電池、超級(jí)電容器、太陽(yáng)能電池、視頻屏幕和燃料電池都有可能變得薄如一張紙。橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的怡景施特勒博士后和同事們還在研究石墨烯六方氮化硼2-D電容和燃料電池原型，它們不僅是“超薄”，而且是透明的。
目前，石墨烯的試驗(yàn)結(jié)果還不能夠完全和理論得到的結(jié)果保持一致，研究人員在設(shè)計(jì)白石墨烯的配比時(shí)，希望能夠充分開發(fā)石墨烯的全部潛力。他們相信，利用白石墨烯作為襯底，通過(guò)進(jìn)一步減小厚度并增加電子設(shè)備的靈活性，就能夠解決這個(gè)問(wèn)題。
石墨烯比碳纖維材料更強(qiáng)更硬，是一種很有前途的材料，可以應(yīng)用在數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備中。而生長(zhǎng)在白石墨烯襯底上的石墨烯能夠獲得比其他襯底上石墨烯高幾千倍的電子遷移率。這將極大地提升目前數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取Ｑ芯咳藛T指出，這項(xiàng)成果之所以重大，還因?yàn)樗沟貌牧铣搅死碚撝?。比如，最近在美?guó)萊斯大學(xué)完成的一項(xiàng)理論研究建議使用白色石墨烯來(lái)冷卻電子設(shè)備。研究人員們已經(jīng)制成高質(zhì)量的六方氮化硼層，并相信可以有效擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
研究人員表示，雖然此前各種六方氮化硼單晶形態(tài)，例如三角形、六邊形的配比都已經(jīng)在理論研究中進(jìn)行了分析，但這是第一次通過(guò)實(shí)驗(yàn)展示和解釋了這一過(guò)程。該過(guò)程在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下通過(guò)一個(gè)反應(yīng)爐進(jìn)行化學(xué)氣相沉積。需要注意的兩個(gè)因素是，需要選擇一個(gè)更溫和的溫度，并且更巧妙精確的控制向反應(yīng)爐釋放的反應(yīng)物。
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