这是一种新的二维碳同素异形体

孔莎新
导读 具有薄原子的金刚石,也被称为双二烷烃,是碳的二维同素异形体,由于其潜在的物理性质而引起了相当大的科学兴趣。然而,先前的研究表明,原

具有薄原子的金刚石,也被称为双二烷烃,是碳的二维同素异形体,由于其潜在的物理性质而引起了相当大的科学兴趣。然而,先前的研究表明,原始状态下具有薄原子的金刚石,也被称为二烷烃,是碳的二维同素异形体,由于其潜在的物理性质,引起了相当大的科学兴趣。然而,之前的研究表明,不可能获得原始状态的原子金刚石薄膜,因为金刚石具有三维晶体结构,当悬空的sp3键变薄到金刚石晶胞的厚度时,它将缺乏化学稳定性。认为用特定化学基团对表面碳进行化学官能化是稳定二维结构所必需的,例如表面氢化或氟化,并且在这些合成尝试中也使用了各种底物。但是所有这些尝试都改变了金刚石薄膜的成分,也就是说,

在高温高压下调节碳材料的相变过程一直是实现金刚石成型的直接方法。在这里,由HPSTAR(高压科学技术高级研究中心)的冯轲博士和陈斌博士领导的一组科学家使用了这种直接方法,即通过压缩使几层机械剥离的石墨烯结晶,合成了人们期待已久的二氨基烷烃薄膜。该研究发表于《纳米快报》年。

金刚石石化过程通常伴随着碳原子间sp2-sp3重新杂化导致的能隙打开和电阻急剧增加。冯轲说:“很难在高压下测量几层石墨烯的原位电输运。”“然而,利用我们最近开发的基于光刻技术的微布线技术,在金刚石表面制备薄膜电极用于电阻测量,我们可以研究压力引起的机械剥离石墨烯的sp2-sp3金刚石转变,层厚在室温下从12-双层不等。”

他们的研究表明,在室温下,将三层和更厚的石墨烯压缩到20 GPa以上,就可以合成原始的h-重氮苯。一旦合成,它们可以在解压缩后保存到1.0 GPa左右。博士论文第一作者、合作研究员张解释说:“光吸收表明h-双二烯的能隙为2.80.3 ev,进一步计算能带结构证实间接能隙为2.7-2.9EV”。HPSTAR的学生。与无隙石墨烯相比,半导体h-二苯胺为碳基电子器件提供了令人兴奋的可能性。"

XRD测量表明,从几层石墨烯到h-二苯胺的转变是一个渐进的结构转变,这有助于理解在高于转变压力的压力下,三层和更厚的石墨烯的连续电阻增加,吸光度降低。理论计算表明,在转变压力以上,定向的h-二胺在能量上是稳定的,其焓值低于几种石墨烯前驱体。

“就像石墨烯、碳纳米管、富勒烯和其他新的碳同素异形体的发现一样,原始二烷烃的实现代表了材料科学领域的又一项令人兴奋的成就,”陈斌博士补充道。高压热处理可能有助于保存材料。根据高温高压法的建议,在常压下由原始的氢-二氢金刚石合成了压力淬火的氢-金刚石。要实现二氨基烷烃的保存和工业应用,还有挑战。”

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