計(jì)算機(jī)模擬顯示石墨炔的性能勝過石墨烯
中國科技網(wǎng)訊 據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，德國一個科研小組使用計(jì)算機(jī)模擬發(fā)現(xiàn)，因?yàn)槠涮厥獾膸缀谓Y(jié)構(gòu)，石墨炔（graphyne）或許比石墨烯的導(dǎo)電能力更強(qiáng)，用途更加廣泛。相關(guān)研究發(fā)表在最新一期《物理評論快報》雜志上。
過去幾年間，很多科學(xué)家為神奇材料石墨烯“競折腰”，紛紛投身于對石墨烯的研究中，與石墨烯的特征和用途有關(guān)的研究報告也源源不斷地問世。但現(xiàn)在，隨著科學(xué)家們對石墨炔的研究不斷深入，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，石墨炔具有極強(qiáng)的導(dǎo)電能力以及多種幾何形態(tài)，其性能或許會讓石墨烯相形見絀。
眾所周知，石墨烯是單層的碳原子，這些碳原子排列成六角形或細(xì)鐵絲網(wǎng)圍欄的形狀。而石墨炔也是單層碳原子，但這些碳原子能以多種不同的形態(tài)而存在，這就使得其用途更加廣泛。
科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，石墨烯擁有能導(dǎo)電的電子，電子的能量與其動量成正比，而當(dāng)電子的能級被設(shè)計(jì)在三維狀態(tài)下時，它們會呈現(xiàn)出一個狄拉克椎的形狀。因?yàn)檫@種獨(dú)一無二的關(guān)系，這些導(dǎo)電電子會表現(xiàn)得好像它們沒有質(zhì)量一樣，這樣就使它們能以非常接近光速的速度行進(jìn)，這一屬性對于改進(jìn)目前的晶體管技術(shù)來說非常有用。
石墨烯具有單個或者兩個鍵，而石墨炔則能擁有兩個或者三個鍵；而且，石墨炔并不僅僅局限于六角形的形狀，其實(shí)際上能以無數(shù)種形態(tài)而存在。
在最新研究中，科學(xué)家們使用計(jì)算機(jī)模擬仔細(xì)研究了三種不同形態(tài)的石墨炔，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這三種石墨炔都能產(chǎn)生一個狄拉克椎，盡管其形狀稍有不同，而最重要的是，其中一種名為6,6,12-石墨炔的材料能以四邊形的形態(tài)存在，這種結(jié)構(gòu)的石墨炔應(yīng)該能使電子僅僅在一個方向流動。科學(xué)家們表示，不需要朝這種石墨炔摻雜其他物質(zhì)就能讓其具有很強(qiáng)的導(dǎo)電能力，而石墨烯一般需要朝其中添加摻雜物。
盡管科學(xué)家們現(xiàn)在只能制造出尺寸非常小的石墨炔，但是，他們對最新研究感到興奮，并且認(rèn)為石墨炔的應(yīng)用前景非常誘人。另外，該研究已經(jīng)證明很多不同形態(tài)的石墨炔能產(chǎn)生狄拉克椎，這意味著還有很多其他材料可能也能很好地做到這一點(diǎn)。（劉霞）
《科技日報》（2012-03-16 二版）
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