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石墨烯之后,新的固态碳结构被发现

上网日期: 2015年12月15日 ?? 作者: Peter Clarke ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:石墨烯? 固态碳? Q-carbon?

美国北卡罗莱纳州立大学(North Carolina State University)的研究人员最近发现一种新的固态碳相(phase),这种被称为“Q-carbon”的固态碳结构有别于目前已知的石墨烯与钻石形态、碳的同素异形体(如碳-60)以及碳纳米管(CNT)等碳的其他形态。

Q-carbon与其它形式的碳不同之处在于它的硬度较高、展现室温铁磁性,而且在暴露于更低能量水平时还具有光电与闪闪发光的特性。北卡罗莱纳州立大学的研究团队还利用在常温与空气中环境大气压下的Q-carbon开发出一种制造与钻石结构有关的技术。

科学家发现新的固态碳结构《电子工程专辑》

“Q-carbons的硬度、低功函数与易于释放电子等特性,使其可望用于开发新的电子显示技术,”北卡罗莱纳州立大学教授Jay Narayan表示。

为了制造Q-carbons,必须使用聚焦雷射以及从极热中快速淬熄。研究人员一开始先采用以非晶碳涂覆的蓝宝石、玻璃或聚合物层等作为基板。利用大约 200ns的激光脉冲击打非晶碳时,可产生足够的能量将温度提高到4,000K,随后进行急速冷却。这一作业过程发生在环境压力下。

其结果是产生了Q-carbon薄膜,研究人员表示,他们已经能够控制制造过程,使其更轻松地制造出厚度在20nm与500nm之间的薄膜。

透过利用不同的基板以及改变激光脉冲持续的时间,研究人员们还能因而控制Q-carbon的冷却速度。藉由改变冷却速率,研究人员还能以Q-carbon打造出钻石结构。

此外,它还能创造出纳米级的钻石针、微针、纳米点和大面积钻石薄膜等各种结构。“我们可制造Q-carbon薄膜,同时也学习其特性,但我们仍然处于了解如 何加以操纵的早期阶段,”Narayan说。“我们相当了解钻石,因此能制造出钻石点。但我们还不明白如何制造Q-carbon纳米点或微针,这部份是我 们正在努力的方向。”

北卡罗莱纳州立大学已经针对制造Q-carbon以及利用Q-carbon制造钻石结构的技术申请了临时专利。

编译:Susan Hong

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

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