石墨烯中观察到分数量子反常霍尔效应,奇异电子态可实现更强大量子计算
分数量子霍尔效应通常在非常高的磁场下出现,但麻省理工学院的物理学家现在在简单的石墨烯中观察到了它。在5层石墨烯/六方氮化硼 (hBN) 莫尔超晶格中,电子(蓝球)彼此强烈相互作用,并且表现得好像它们被分解成分数电荷一样。图片来源:桑普森·威尔科克斯。美国科学促进会优瑞科网站 美国麻省理工学院物理学家在5层石墨烯中观察到了一种难以捉摸的分数电荷效应。这是结晶石墨烯中“分数量子反常霍尔效应”(“反常”指的是不存在磁场)的第一个证据。这将使一种新形式量子计算成为可能,这种类型的计算对微扰的抵抗力更强。最新一期《自然》杂志报道了这一研究结果。 在非常特殊的物质状态下,电子可由一个整体分裂成几个部分。这种被称为“分数电荷”的现象十分少见。如果它能够被聚集和控制,这种奇异的电子态可有助于建立弹性、容错的量子计算机。到目前为止,物理学家已经观察到数次分数量子霍尔效应,大多是在非常高的、精心维护的磁场下观察到的。 去年8月,华盛顿大学的科......阅读全文
石墨烯:未来材料宠儿
今年3月,浙江大学利用石墨烯等材料制成世界“最轻材料”。 想在一秒钟内下载一部高清电影吗?石墨烯调制器的问世或许能让这个愿望得以实现。 美国华裔科学家张翔教授的研究团队用石墨烯研制出一款调制器,这个只有头发丝四百分之一细的光学调制器具备的高速信号传输能力,有望将互联网传输速度提高一万倍。
如何表征石墨烯层数?
表征石墨烯的手段主要有透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外光谱(UV)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱(RAMAN)、扫描隧道显微镜(STM)及光学显微镜等。其中,XRD和UV均可对石墨烯的结构进行表征,主要用来监控石墨烯的合成过程;而表征石墨烯的层数可以采取的手段有TEM、RAM
石墨烯主要制备方法
1、微机械剥离法方法:用光刻胶将其粘到玻璃衬底上,再用透明胶带反复撕揭,然后将多余的高定向热解石墨去除并将粘有微片的玻璃衬底放入丙酮溶液中进行超声,最后将单晶硅片放入丙酮溶剂中,利用范德华力或毛细管力将单层石墨烯“捞出”。缺点:产物尺寸不易控制,无法可靠地制备出长度足够的石墨烯,不能满足工业化需求。
什么是石墨烯电池?
“石墨烯电池”这个名词所代表的含义应该为:正极材料主要为石墨烯的电池。到哪根据广汽所述,该技术全称为“石墨烯基超级快充电池”,虽然只多一个“基”字,却与所谓的“石墨烯电池”相差甚远。广汽所称的“石墨烯电池”正确的命名应为“掺杂石墨烯的硅基负极锂电池”。这项电池技术与近几年石墨烯在电池商用的大致方向更
石墨烯电池成功未央
近日,一种名为“烯王”的电池问世,该生产公司称其为石墨烯基锂电池。与普通电池相比,在满足5C(C表示电池充放电时电流大小的比率即倍率)条件下,石墨烯基锂离子电池可以实现15分钟内快速充放电。 此前媒体报道的资料显示,该产品的石墨烯基锂离子电芯主要为18650圆柱电芯,正极采用石墨烯/磷酸铁锂
石墨烯AFM测试详解
单层石墨烯的厚度为0.335nm,在垂直方向上有约1nm的起伏,且不同工艺制备的石墨烯在形貌上差异较大,层数和结构也有所不同,但无论通过哪种方法得到的最终产物都或多或少混有多层石墨烯片,这会对单层石墨烯的识别产生干扰,如何有效地鉴定石墨烯的层数和结构是获得高质量石墨烯的关键步骤之一。本文材料+小编将
什么是石墨烯电池?
石墨烯电池,是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,是一种惟有一个原子层厚度的准二维材料,所以又叫做单原子层石墨。利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。由于高导电性、高强度、超轻薄等特性,石墨烯在航天范畴的使用优点也是极为突出的。石墨烯被研究者和
什么是石墨烯电池?
石墨烯电池,是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜,是一种惟有一个原子层厚度的准二维材料,所以又叫做单原子层石墨。利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。由于高导电性、高强度、超轻薄等特性,石墨烯在航天范畴的使用优点也是极为突出的。
石墨烯怎么发现的
石墨烯首次发现是用胶带一层层粘下来的。石墨烯的发现可以追溯到2004年,由英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫以及荷兰的斯图尔特·帕克共同发现。教授的发现源于对石墨材料进行的实验。教授们采用了一种特殊的方法,使用胶带将石墨片层层撕离,最终得到了非常薄的一层石墨片。通过对这层石墨片的观
石墨烯乳液密度测试
含石墨烯的乳液主要包括以石墨烯为主的烯乳液,其利用石墨独有的特点与碳元素的融合,为乳液提供更优良的品质和更广泛的用途。石墨烯乳液通常需要进行液体密度的测试来加以控制品质。行业内的测试仪就是群隆的石墨烯乳液密度测试仪了。石墨烯乳液密度测试步骤1、将液体专用工字架放在称重台上,把挂钩钩在工字架顶端上,按
石墨烯研究系列进展
最近,在国家自然科学基金委员会、科技部和中国科学院的资助下,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室先进炭材料研究部研究员成会明、任文才研究小组在石墨烯的控制制备、结构表征与物性的研究方面取得了一系列新的进展,相关的研究成果发表在国际期刊上。 石墨烯(graphene
二维拓扑绝缘体研究获进展
理论研究表明,具有蜂窝状晶格结构的薄膜是二维拓扑绝缘体的重要平台,也是实现量子自旋霍尔效应的理想材料。该体系独特的晶格结构使其在布里渊区的K点处产生狄拉克锥型能带结构,如石墨烯。由于碳元素的自旋轨道耦合强度低,石墨烯难以在狄拉克点处打开能隙,从而实现量子自旋霍尔效应。相比之下,碲元素因强自旋轨道
逆自旋霍尔效应-微波能量转化为电能?(二)
一言以蔽之,逆自旋霍尔效应是可行的(如本文相关图表和论文);它是自旋电子学的新应用,在某些方面丰富了业已不断成长可用于收集磁自旋的自旋电子效应和装置工具箱。接下来,需要精确测量其效率并尝试进行一些适当的应用,以便检测逆自旋霍尔效应对于未来的有机半导体多么有帮助。 “我们研究的目标在于展
物理所等反常霍尔效应研究取得进展
反常霍尔效应是最基本的电子输运性质之一。虽然反常霍尔效应早在1881年就被Edwin Hall发现,但其微观机制的建立却经历了一百余年的漫长历程。本世纪初,牛谦等人的理论工作揭示了反常霍尔效应的内禀机制与材料能带结构的贝里曲率有关,并得到了广泛的实验支持,反常霍尔效应也因此成为当今凝聚态物理研究
逆自旋霍尔效应-微波能量转化为电能?(一)
随着来自手机讯号基地台、行动装置、Wi-Fi、蓝牙与5G等产生越来越多的微波充斥全世界,很自然地,科学家开始探讨将这些微波转化成能量的方法。美国犹他大学(University of Utah)的科学家们发现了一种新方法,可在有机半导体中将微波能量转化为电能。 在实验室中,研究人员证
霍尔效应传感器的基本参数
标准额定值IPN和额定输出电流ISN IPN指电流传感器所能测试的标准额定值,用有效值表示(A.r.m.s),IPN的大小与传感器产品的型号有关。 ISN指电流传感器额定输出电流,一般为100~400mA,某些型号可能会有所不同。 传感器供电电压VA VA指电流传感器的供电电压,它必须在
简介霍尔效应实验仪的使用说明
1、实验仪测试架各接线插座连线说明如下: (1)霍尔元件的工作电流Is(专用二芯插座及护套线) (2)霍尔电压VH或霍尔元件电压降Vs输出端(专用四芯插座及护套线) (3)继电器工作电流连接(专用三芯插座及护套线) (4)测试仪连接到测试架的亥姆霍兹线圈(或螺线管)励磁电流输入端用红色与
使用霍尔效应实验仪的注意事项
1、霍尔传感器各电极引线与对应的电流换向开关(本实验仪器采用按钮开关控制的继电器)的连线已由制造厂家连接好,实验时不必自己连接。 2、霍尔片性脆易碎,电极甚细易断,严防撞击或用手去摸,否则容易损坏!霍尔片放置在亥姆霍兹线圈中间,在需要调节霍尔片位置时,亦需要小心谨慎。 3、二维(或一维)移动
南大团队成功研制超平整石墨烯薄膜
近日,由南京大学物理学院高力波教授团队领衔,协同学院四个青年学者团队,以“质子辅助生长超平整石墨烯薄膜”为题,在《自然》杂志上发表了将质子辅助生长用于高质量石墨烯制备的研究成果。这项工作,不仅探索出了一种可控生长超平整石墨烯薄膜的方法,更为重要的是,该团队还发现了这种生长方法的内在机制,即质子
石墨烯发展报告:我国石墨烯产业仍处概念导入期
中国经济信息社5日发布的《2016-2017中国石墨烯发展年度报告》认为,目前我国石墨烯产业仍处在概念导入期,是产业化突破的初期阶段,石墨烯产业成熟至少还需要5到10年的时间。 被誉为“黑金”“新材料之王的”石墨烯,是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的新型纳米材料。6日至7日,201
中国首个纯石墨烯产品——柔性石墨烯散热薄膜研发成功
近日,记者获悉贵阳正式宣布推出中国首个纯石墨烯粉末产品--柔性石墨烯散热薄膜。贵阳市政府有关领导、贵阳国家高新技术开发区领导、中科院上海微系统与信息技术研究所专家等100余人出席了发布会。 据了解,此次发布的中国首个石墨烯粉末应有产品是由贵州新碳高科研发和生产,由上海新池能源科技
石墨烯成本降到每克1元-宁波打造千亿产值石墨烯产业
石墨烯是从石墨材料中剥离出来,是目前世界上最薄、最硬、导电性最好、导热能力最强的新材料。 生动点说,宁波一家企业正在研发的应用到手机产品上的石墨烯导热片,能起到让手机降温5℃的效果;市面上销售的电动汽车,跑150公里至少要充电6小时,如用以石墨烯为动力的锂电池,10分钟内就能完成,电池的性能
氧化石墨烯和还原氧化石墨烯有什么区别
氧化石墨烯是石墨烯经过氧化后的产物,特点是表面官能团丰富,催化活性高。还原氧化石墨烯是在氧化石墨烯的基础上进行还原,丢失官能团所以性质稳定。氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物,氧化石墨烯是单一的原子层,可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米,因此,其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。
复旦大学制备首个石墨烯三阶非线性效应电光器件
复旦大学吴施伟课题组实现了石墨烯中三阶非线性效应的电学调控并揭示了其机理。近日,该成果以长文形式在线发表于《自然—光子学》杂志。石墨烯具有强烈的三阶非线性效应。这使其在微纳光子学、激光产业、生物成像等领域具有巨大的应用潜力。然而,过去的实验报道无法对石墨烯三阶非线性系数形成统一的观点,不同实验结果甚
中科大南大在多层石墨烯压电效应研究中取得进展
中国科学技术大学教授乔振华课题组与南京大学教授缪峰、王伯根合作,在多层石墨烯的压电效应的研究方面取得新进展,首次在实验上观察到石墨烯材料体系中正的压电效应,并在理论上揭示了多层结构内层间相互作用对该效应的显著贡献。研究成果于9月11日在线发表在《自然·通讯》上,乔振华课题组的博士研究生王科为共同
复旦大学制备首个石墨烯三阶非线性效应电光器件
复旦大学吴施伟课题组实现了石墨烯中三阶非线性效应的电学调控并揭示了其机理。近日,该成果以长文形式在线发表于《自然—光子学》杂志。图片来源网络 石墨烯具有强烈的三阶非线性效应。这使其在微纳光子学、激光产业、生物成像等领域具有巨大的应用潜力。然而,过去的实验报道无法对石墨烯三阶非线性系数形成统一
上海应物所石墨烯纳米生物效应及低剂量辐射研究获进展
随着纳米材料的广泛应用,纳米材料的生物学效应及安全性已成为人们日益关注的问题。近日,中科院上海应用物理研究所物理生物学研究室对石墨烯这种新兴的纳米材料的生物效应,特别是呼吸毒性进行了系统研究,相关工作已于近日发表于Nature出版社杂志NPG Asia Materials上(NPG Asia
近场太赫兹光电流石墨烯等离子体非局域量子效应
近期,西班牙光子科学研究所(ICFO)的 Marco Polini教授和Frank H. L.Koppens教授在《Science》上发表了题为:Tuning quantum nonlocal effects in graphene plasmonics的文章。 在本篇文章中,研究者
复旦大学制备首个石墨烯三阶非线性效应电光器件
复旦大学吴施伟课题组实现了石墨烯中三阶非线性效应的电学调控并揭示了其机理。近日,该成果以长文形式在线发表于《自然—光子学》杂志。 石墨烯具有强烈的三阶非线性效应。这使其在微纳光子学、激光产业、生物成像等领域具有巨大的应用潜力。然而,过去的实验报道无法对石墨烯三阶非线性系数形成统一的观点,不同实验
石墨烯“表亲”锡烯或已“呱呱落地”
二维材料家族再迎“小鲜肉”一枚。美国科学家近日表示,他们研制出了石墨烯的表亲——锡原子组成的二维网状物“锡烯”(Stanene)。理论预测称,这种材料或能100%导电,研究人员希望尽快证实其优异的电学属性。不过也有人指出,还需要实验进一步证实新材料确为锡烯。 2004年石墨烯的横空出世,引发