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石墨烯是一种由碳原子构成的单原子厚度二维薄膜新材料。由于其导热系数高、电阻率极低、电子迁移速度极快，因此被期待用来发展新一代电子元件或晶体管，用来制造透明触控屏幕、光板等。但是由于其半金属特性(能隙为0 eV)，并不适合做热电材料和太阳能电池材料。为此，人们希望通过结构调控和掺杂手段，增大石墨烯的能隙，从而拓展它们在光电器件中的应用。尽管碳基、硅基二维纳米材料是当前的研究热点，但具有适中能隙 (1–2eV)，且能隙不依赖于手性或尺寸的材料尚未见报道。 中科院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室吴立明研究员课题组在国家自然科学基金重点和面上项目支持下，通过全局粒子群的优化搜索算法与第一性原理方法相结合的手段，成功地预测了能隙为1.09 eV的二维平面SiC2硅碳石墨烯 (g-SiC2)材料。该材料由sp2杂化的C原子和Si原子构成，结合能为0.41eV/atom，处于势能面上的全局最低点，比已知的同分......阅读全文
多个类型的平面材料堆砌在一起，可能展现每个的最佳性能。图片来源：H. Terrones et al 物理学家习惯使用他们所能想到的最好的词语来形容石墨烯。这丝薄的单原子厚度的碳是灵活、透明的，比钢强、比铜导电好，虽然非常
碳家族发展历程 碳具有sp3、sp2和sp种杂化态，通过不同杂化态可以形成多种碳的同素异形体，如通过sp3杂化可以形成金刚石，通过sp3与sp2杂化则可以形成碳纳米管、富勒烯和石墨烯等，如下图所示。a金刚石 b石墨 c蓝丝黛尔石 d、e、f足球烯g无定形碳 h碳纳米管 1996年化学诺贝尔奖被授
如果材料本身有意识，所有的材料一定都嫉妒石墨烯。这家伙红得发紫，是当下材料领域最耀眼的明星。 细想下来，我在材料科学这个领域居然混了将近20年了。96年是国家863成果10周年成果展览，想起当时的盛况，恍如昨日。 如果说那一年最耀眼的材料明星是谁，当之无愧的是富勒烯。 不知道是偶然还是必然
新华社图片 石墨烯+六方氮化硼=新晶体管 如果说概念炒作等同于资金短炒的话，那么“老牌明星”石墨烯的反复活跃，则多少超出了单纯的概念炒作意味。据相关媒体报道，麻省理工学院的研究人员引入一种单原子六方氮化硼，即厚度、属性和石墨烯类似的材料，并将一层石墨烯置于其上，最终得到的混合材料，既有石
美国科学家首次制造出能在室温下工作的石墨烯变频器，克服了用石墨烯制造电子设备时的重要障碍——能带隙。最新研究有望让科学家们用石墨烯制造出数字晶体管，从而大大扩展石墨烯在电子设备领域的应用。 石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的二维晶体，只有一层碳原子的厚度，是迄今最薄
单层石墨烯（上）激发了科学家探索半导体单晶材料——如二维黑磷单晶（中）和二硫化钼（下）——的热情。 通常情况下，胶带不会被看作是一种具有科学突破性的进展。但是当英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃肖罗夫（Konstantin Novoselov）（两人在
近年来，半导体行业总是笼罩在摩尔定律难以为继的阴霾之下。但北京大学物理学院研究员吕劲团队与杨金波、方哲宇团队最新研究表明，新型二维材料或将续写摩尔定律对晶体管的预言。他们在预测出“具有蜂窝状原子排布的碳原子掺杂氮化硼(BNC)杂化材料是一种全新二维材料”后，这次发表在《纳米通讯》上的研究，通过
近日，中国科学院高鸿钧团队传出喜讯，他们实现了在石墨烯上高精度的结构制作，精度已经达到了原子的级别。 这样的研究成果不仅显示了研究团队对于纳米结构制作的高超技术，也再次将石墨烯这一纳米器件制作平台推到了科学研究的最前沿，对于可控制造特殊性质的纳米器件，例如量子器件，有重要研究意义。 此项成果
氮化硼纳米管和石墨烯的化学结构是制备新型数字开关的关键。 科学家将石墨烯和氮化硼纳米管结合，制成全新的混合数字开关，可作为电子产品中控制电流的基本元件。未来有望借此制成不含硅半导体的晶体管，让计算机、手机、医学设备和其他电子产品的速度更快、体积更小。 石墨烯可“变身”为各种独特的材料，氮化硼
新型材料正在逐渐进入我们的生活，并发挥着越来越多的作用。石墨烯作为一种具有异乎寻常特性的极薄的碳原子材料，在近几年来吸引了研究人员巨大的关注。近日，据透露，中国科学院上海硅酸盐研究所的研究人员利用细小的管状石墨烯构成一个拥有与钻石同等稳定性的蜂窝状结构，从而创造出了一种泡沫状材料，这种材料不但非
编者按：《石墨炔：从发现到应用》为国内外第一部全方位、系统地介绍石墨炔从基础科学研究到实际应用探索的前沿著作。由我国首次发现石墨炔的专家，中国科学院院士李玉良先生及其团队核心专家李勇军研究员共同撰写。内容新颖、权威，科学性和可读性强！合成、分离新的不同维数碳同素异形体是过去二三十年研究的焦点，科学家
石墨烯令人眼花缭乱的优点让人期待一场技术革命，但科学家在花费10亿欧元的同时，必须要打通一些瓶颈。石墨烯使得制造灵活、透明的智能手机屏幕成为可能 欧盟委员会于今年1月批准了石墨烯旗舰项目。此前，石墨烯研究已经是世界上规模最大的材料科研项目，总计有数百名来自欧洲17个国家的科学家参与。在旗舰项目
澳大利亚科学家研制出一种由氧化钼晶体制成的新型二维纳米材料，有可能给电子工业带来革命，使“纳米”一词不再停留于营销概念而成为现实。 在材料学中，厚度为纳米量级的晶体薄膜通常被视作二维的，即只有长宽，厚度可忽略不计，称为二维纳米材料。新研制出的这种材料厚度仅有11纳米，它有着独特的性质，电子
最近，中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）姚裕贵研究员以及博士生刘铖铖、冯万祥采用第一性原理，系统地研究了硅烯的晶体结构、稳定性、能带拓扑和自旋轨道耦合打开的能隙，预言了在硅烯中可以实现量子自旋霍尔效应。 近几年来，拓扑绝缘体的研究在世界范围内飞速发展，并成为凝
近日，中国科学院深圳先进技术研究院研究员喻学锋课题组与深圳大学教授张晗课题组合作，在黑磷量子点的制备及超快光子学应用领域取得新进展，相关论文题为Solvothermal Synthesis and Ultrafast Photonics of Black Phosphorus Quantum D
近日，中科院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室李斌研究员所带领的课题组自主设计了具有红光发射的带有正电荷的溴化乙锭有机单体，在国际上首次制备出带电荷的有机二维多孔晶体骨架材料，该材料在有机半导体器件和光电传感等领域将具有重要的应用前景。上述研究结果发表在国际化学领域著名的期
荷兰卢森堡乌得勒支大学、德国马普学会的研究人员对传统半导体材料的纳米晶体进行了“人造石墨”的理论研究，他们认为人造石墨有潜力应用于激光器、LEDs、光伏以及电子设备。 研究人员研究了晶格周期小于10nm的结构，发现其具有传统半导体的结构特性，研究的半导体包括岩盐铅硫族化合物和闪锌矿镉硫化合
最近几年，在硅基研究领域兴起了一种类石墨烯的新型二维材料——硅烯（silicene）。硅烯也是狄拉克费米子体系，其低能准粒子具有线性能带结构，而且它还是一种二维拓扑绝缘体。在硅烯中， 由于Si-Si原子之间较大的成键间距削弱了π电子交叠，它以sp2-sp3混合杂化的方式形成具有弱翘曲（low-b
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心教授王兵和副教授赵爱迪研究团队与清华大学助理教授徐勇、教授段文晖以及美国斯坦福大学教授张首晟合作，成功制备出具有纯平蜂窝结构的单层锡烯，并结合第一性原理计算证实了其存在拓扑能带反转及拓扑边界态。相关研究成果11月5日在线发表在《自然-材料》（N
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室国际功能材料量子设计中心与中科院强耦合量子材料物理重点实验室教授曾长淦研究组，成功制备强关联体系单晶纳米线和原子尺度的二维范德瓦尔斯异质结，并发现其物性被维度所显著调控。相关结果发表在《纳米快报》（Nano Lett.）和《自然-通讯》（Natu
2004年英国曼彻斯特大学的A.K.Geim领导的小组首次通过机械玻璃的方法成功制备了新型的二维碳材料-石墨烯（graphene）。自发现以来，石墨烯在科学界激起了巨大的波澜，它在各学科方面的优异性能，使其成为近年来化学、材料科学、凝聚态物理以及电子等领域的一颗新星。 就石墨烯的研究来说，确定
2月初，研究者揭示了第一块硅烯晶体管的相关细节，如果这种硅薄层结构能应用于电子设备的制造，可能会推动半导体工业实现终极的微型化。 七年前，硅烯还只是理论家的一个梦。在对石墨烯（单原子层厚度、蜂巢状的碳材料）的狂热兴趣的驱动下，研究者推测硅原子也许也能形成类似的层状结构。而如果这种硅薄层结构能应
美国马里兰大学纳米物理和先进材料中心的研究人员开发出一种新型热电子辐射热测量计，这种红外光敏探测器能广泛应用于生化武器的远距离探测、机场安检扫描仪等安全成像技术领域，并促进对于宇宙结构的研究等。 科学家利用双层石墨烯研发了这款辐射热测量计。石墨烯具有完全零能耗的带隙，因此其能吸收
据物理学家组织网6月4日报道，美国马里兰大学纳米物理和先进材料中心的研究人员开发出一种新型热电子辐射热测量计，这种红外光敏探测器能广泛应用于生化武器的远距离探测、机场安检扫描仪等安全成像技术领域，并促进对于宇宙结构的研究等。相关研究报告发表在6月3日出版的《自然・纳米技术》杂志上。
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心教授王兵和副教授赵爱迪研究团队与清华大学助理教授徐勇、教授段文晖以及美国斯坦福大学教授张首晟合作，成功制备出具有纯平蜂窝结构的单层锡烯，并结合第一性原理计算证实了其存在拓扑能带反转及拓扑边界态。相关研究成果11月5日在线发表在《自然-材料》（Nat
人类文明有三大物质支柱:材料、能源和信息。这三大支柱都离不开人类的制造活动。没有“制造”,就没有人类。制造技术是制造业所使用的一切生产技术的总称，是将原材料和其他生产要素经济合理地转化为可直接使用的具有较高附加值的成品/半成品和技术服务的技术群。近两百年来.在市场需求不断变化的驱动下，制造业的
众所周知，二维拓扑绝缘体的体内是绝缘的，而其边界是无能隙的金属导电态。且这种金属态中存在自旋－动量的锁定关系，相反自旋的电子向相反的方向运动，由于受到时间反演不变性的保护，它们之间的散射是禁止的，因此是自旋输运的理想“双向车道”高速公路，可用于新型低能耗高性能自旋电子器件。当前实验证实的二维拓扑
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室在二维材料激子效应的理论研究方面取得新进展。研究人员利用GW-BSE方法计算了单层黑磷、氟化石墨烯、氮化硼等一系列二维材料的激子结合能，并揭示出此类材料的激子结合能与其准粒子能隙之间存在显著的线性标度关系。该研究成果发表在8月7日的《物理评论快报
最近，中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）表面物理国家重点实验室白雪冬研究组的王文龙副研究员及其合作者在石墨烯纳米带的可控制备研究方面取得重要进展，相关工作发表在Adv. Mater. 23，1246 (2011) 上。 石墨烯（Graphene）自2
二维层状材料是近些年兴起的一类新兴材料，通常其层内以较强的共价键或者离子键结合而成，而层间则是依靠较弱的范德华力堆叠在一起。尤其是2004年单原子层石墨烯的发现极大地推动了二维材料的发展，使其迅速成为研究前沿。然而众所周知，本征石墨烯由于受到六重对称性保护几乎没有能隙，限制了其在半导体器件中的应