我国用“材料之王”研出有史以来最薄电灯泡,为头发丝1/30万

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石墨烯发光阵列器件

根据国防科技大学的微信公众号,国防科技大学前沿交叉科学技术学院的秦世桥教授,朱孟建博士和徐伟博士与国防科学技术大学合作。诺贝尔奖获得者康斯坦丁诺沃索夫(Konstantin Novosov)团队。使用石墨烯,有史以来最薄的灯泡,厚度为0.34纳米,仅为头发直径的千分之一毫米。

将来,由石墨烯灯泡制成的显示器将超薄,可触摸,可弯曲和可折叠。将其切成小块并放在口袋里不再是梦想。可以预见,在不久的将来,只能在科幻电影中弯曲和折叠的超薄柔性显示器将进入我们的日常生活。同时,它也可以应用于基于硅的光电集成和未来的计算机芯片领域。

实际上,石墨烯材料在本世纪被广泛使用,石墨烯被称为“材料之王”。 15年前,曼彻斯特大学的安德烈海姆(Andrei Heim)和康斯坦丁诺沃索夫(Konstantin Novosov)用胶带剥离了第一片石墨烯:由单层碳原子组成的完美晶体,人类进入了第二个时代。 “这项成功的意义在于,它是一种二维碳纳米材料,并且是目前世界上已知的最薄的材料。石墨烯具有出色的光学,电学和机械性能,并且被认为是未来的革命性材料。被认为是硅材料的最佳替代品,对半导体工业的发展具有特殊意义,这次,最薄的石墨烯灯泡是一种具有良好导电性的半导体性能,专家估计石墨烯将成为10年代的半导体产品。年。

当前广泛使用的石墨烯材料分为两种类型,薄膜石墨烯和粉末石墨烯。一方面,中国在薄膜石墨烯领域的技术发展一直处于领先水平:世界上最大的单晶石墨烯,连续生产的公里石墨烯薄膜,在玻璃上生长的石墨烯,各种有机气体和液体。制备石墨烯薄膜等的技术在中国尚属首次。而且,在中国一些企业中已经实现了低成本和低成本的制备薄膜石墨烯的技术。另一方面,粉末石墨烯也处于类似状态。中国是粉末石墨烯产量最大的国家,发展势头也最强劲。

截至今年上半年,半导体开发的最新成果是能够将石墨烯半导体纳米晶体调整为任何颜色,并能够实时监控过程以确保质量。但是,关于石墨烯的研究已经进入了瓶颈期,石墨烯的未来是否已经确定?

曹原

然而,现年22岁的中国学生曹媛却利用这一行动为石墨烯开辟了新的未来。通过将双层石墨烯精细地扭曲到特定角度(后来称为“魔角”),他从半导体转变为超导体,因此被《Nature》评为2018年十大科学人物,直接排名第一。

知道石墨烯超导在国际科学研究中仍处于空白状态。所有超导体都是通过复合制成的。曹园对石墨烯的物理操作将其从半导体变为超导材料,这是前所未有的。

那么什么是超导?有什么用?超导是零电阻。我们通常将电能与热量,移动计算机电视空调冰箱甚至电线一起使用.无一例外,通电后它们都会变热,因为它们使用的是半导体材料。由于半导体具有电阻,因此转换率低。超导体没有电阻,可以实现100%的转换率。如果充电宝使用超导石墨烯,则当手机充电十分钟时,整天待机就不是问题。

曹园的“魔角”开辟了石墨烯的全新领域,再次使石墨烯技术成为充满希望的未来。

最近,中国科学家在石墨烯超导电性领域走得更远。在显微镜下成功折叠石墨烯。与过去不同,我们使用单个带电原子弯曲超薄板,以原子精度控制转换,折叠和展开许多次而丝毫不损坏它。或调整为适当的角度以使特性在预期范围内变化。如超导体。这使得石墨烯超导性可以更快地应用于工业。据报道,该技术可用于改进超级计算机和纳米机器,量子机器等,并为开发“梦想芯片”提供更大的自由。

回顾十年来单层原子石墨烯材料的发展历史,中国一直在努力发展并取得出色的成果。无论是已经投入生产的半导体,还是去年,我国的学生都发现了今年新开发的尖端技术超导电性。中国一直保持着世界领先地位。 (玉红)