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新型碳同素异形体机能强过的GaN,石墨烯

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最近一期的科学杂志“低碳”上,钻研人员在文中探求这种新型碳同素异形体的结构 - ,并以为它很可能发展成为推进电子产业重猛进展的资料。。。

该打算同时也是阿拉伯结合酋长国(阿拉伯结合酋长国)当局因应2017年9月启动“第四次工业命“(Fourth Industrial Revolution)政策所需创新与将来技术的一部门。。。

美国核子化学家兼Alfields首席科学家Larry Burchfield说: :“protomene碳同素异形体及其重要的个性,一向是具前瞻性思想的创新人员和制作商在近几十年来的欲望清单,而此刻我们将真正实现这种资料“。。。

最终为半导体,光电,涂料和节能等领域带来了极度有利的影响力。。!!!


Alfields说,这可能是自诺贝尔奖得主Robert F. Curl Jr.,Sir Harold W. Krotoand和Richard E. Smalley发现富勒烯(fullerenes)以来的第一个新的碳同素异形体类型,同时也是自2010年诺贝尔奖得主Andre Geim与Konstantin Novoselov发现石墨烯以来最重大的进展。。。

钻研人员并进一步与位于阿布扎比的哈利法科技大学(Khalifa University of Science and Technology)合作,共同发展现实制作protomene的下一阶段打算。。。

Protomene经证实是一种极具潜力的新型直接能隙半导体。。。其能隙(band gap)极度靠近于GaN--在室温下,GaN的能隙约为3.4eV。。。因而,protomene占有与GaN类似的半导体个性,使其可能利用于拥有高击穿电压的高功率和/或高频电子组件。。。

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不外,由于氮化镓是一种二位的化合物,在其晶体成长过程中不易节制成份,而protomene则是单元素的碳同素异形体,对于缺点的把握度可能比的GaN更好。。。由于间隙幅度位于可见光谱的蓝色端左近,protomene可望在光电组件中找到新的利用,例如产生LED的蓝光或紫外光(UV),或是作为光学用的UV滤光器。。。

此外,以能隙的概念来看,protomene可能比碳纳米管和石墨烯更合用于很多半导体组件中。。。事实上,无论是金属还是半导体,目前制作碳纳米管的阻碍之一就在于对其进行节制。。。相反地,Protomene预计将会是一种随温度变动的半导体。。。


索求新的同素异形体

protomene的热膨胀很可能会产生在板间的结合上。。。当温度升高时,从低温半导体的48原子单元结构,转变为高温金属的24原子单元结构个性,可能产生结构相变。。。随着相变的产生,能隙将迅速收敛,其速度甚至比在钻石和硅中的衰变和热膨胀更快得多。。。

因而,这种相变将提供活络的温度节制光学滤波器。。。最终并转变为protomene的高温无二聚体金属,同时还拥有潜力实现温度节制光电开关等利用。。。

几十年来,追求新的碳同位素,已成为日益积极活跃的钻研领域了。。。碳同素异形体拥有各类结构和电子个性,推进了宽泛的钻研兴致。。。

碳通常拥有三种极具竞争力的分歧轨域混成类型--sp,SP2和SP3。。。这可让碳原子别离以多种分歧的方式相互结合。。。


sp3的配置产生拥有绝缘个性和高刚度的三维(3D)网络,如立方体和六角形钻石。。。相对地,sp(线性)和sp2(平面)混成则实现矫捷的结构,如卡拜石墨烯,这些结构通常拥有小的电子带间能隙或甚至是金属个性。。。中央混成也很常见,例如富勒烯和纳米管。。。

protomene是一种基于结合SP2和SP3混成的全新不变碳结构,其中24个原子中的6个可能选取齐全平面的sp2的几何状态,因而能从平面中移出,而与下一个垂直仓库晶格中的配对原子形成相对较弱的键。。。这种额外的键合形成将使总能量每键降低约1电子伏特,从而引起电子个性的显著扭转。。。


编译: :Susan Hong

文章起源: :eMedia Asia Ltd.


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标签:    GaN 石墨烯
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