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發布時間：2020-11-08 06:29:25

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并且科研人員還發現，通過對該元件溫度的調整，煤的電子和光學性質可以完全滿足某些特定的數值。在Elisa Riedo教授的下，科學家們已經確定，基于兩層石墨烯的材料可以比鉆石還堅硬。　　研究工作得到了研發項目、自然科學基金、中科院部署項目、中科院先導專項與寧波石墨烯應用技術研發項目的資助。

物理學家組織網23日報道稱，因成功制備單原子層厚石墨烯而獲得諾貝爾物理學獎的安德烈·海姆團隊，觀察到電子在石墨烯中違背常識的運動行為及導電機制，并闡述了對這種導電材料的物理學特性的全新認識。

成果發布在新一期《自然·物理學》上。

石墨烯導電性能比銅高，部分原因在于其獨特的二維結構。

在大多數金屬中，由此導致的電毛細力會使得液態金屬發生對稱形變

因此，材料內的雜質無法阻礙電子的流動，電流不會以熱的形式被浪費，導電率可達。

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電導率受到晶體缺陷的限制，當電子通過材料時，會像臺球一樣頻繁散射。

納米電子輸運理論中，蘭道爾-布蒂克電導公式對此類彈性電子散射特性的描述表明，正常導電材料要提升導電率，面臨嚴苛的限制。

但海姆的英國曼徹斯特大學研究團隊的新成果顯示，這一基本限制可能在石墨烯材料中被打破。

在英國石墨烯研究所進行的實驗觀察，提供了對石墨烯中電子流的特殊行為的基本理解。

包括曼徹斯特大學在內的三個不同團隊的實驗表明，在某些溫度下，電子彼此碰撞，竟開始頻繁地像黏性液體一樣流動。c單個W形團簇STM模擬圖像

海姆表示，“教科書說，額外的障礙總是產生額外的電阻，但在這種情況下，隨著溫度的升高，電子散射引起的障礙實際上卻降低了電阻，電子像液體那樣流動的速度竟比在真空中自由傳播還快，這種獨特現象完全違背了直覺。”　　通常散射事件會降低材料導電性，但此次觀察結果顛覆常識——一些電子黏滯在石墨烯晶體邊緣附近，其動能耗散高，移動也緩慢，同時，它們保護臨近的電子免于碰撞這些區域，導致另一些電子由于這些“朋友”的幫忙，彈性變得超級好，流動起來順暢無比，傳導性能驟增。獲取平整的橫切面
通俗來說，目前自然界中，這東西薄、結實，導電性極好，在工業領域中幾乎無所不能。

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重要的是，通過研究電阻如何隨溫度變化，科學家發現了一個新的物理量——黏性電導，對其進行的反復測試乃至定性研究，都十分有利于指導未來納米級電子電路的設計，有利于對石墨烯材料的深入理解。
(記者房琳琳)(a) 金屬離子修飾黑磷示意圖，(b) 黑磷晶體管顯微照片和結構示意圖，(c) 銀離子修飾黑磷晶體管的載流子遷移率和開關比。
近日，科學院深圳先進技術研究院喻學鋒研究員團隊與深圳大學教授張晗、武漢大學教授廖蕾團隊合作，在二維黑磷領域取得新進展，通過金屬離子修飾的方法制備出高穩定性高性能黑磷晶體管。為納米級彈性器件的應用打開了思路

相關成果發表于材料學領域刊物《先進材料》上。
論文作者是博士郭志男，單位是中科院深圳先進院。
近年來，與石墨烯一樣擁有二維層狀結構的黑磷展現出卓越的電學和光學特性，被視為新的超級材料，其在晶體管、光電器件、催化和生物醫學領域擁有巨大應用潛力。
然而，黑磷的不穩定性限制了其在很多領域深入的研究和應用。
為解決黑磷的這一難題，喻學鋒團隊曾先后基于配位化學和共價化學原理，了黑磷的穩定性。
然而，這些問題使得硬碳材料在能量型鋰離子電池中應用沒有明顯優勢
相關結果發表在Nanoscale 2016, 8, 8324-8332。

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如何在增強穩定性的同時，保持甚至黑磷的電學性能是當前該領域所面臨的一個關鍵難題。

在本項研究中，研究團隊發明了一種金屬離子修飾黑磷的方法，通過陽離子-π相互作用，在溶劑中自由分散的金屬陽離子(如銀離子)可以自發的吸附到黑磷的表面，鈍化黑磷中磷原子的孤對電子，進而極大了黑磷片層的穩定性。

與此同時，金屬離子的修飾過程相當于在黑磷中引入了多的空穴，可調控本來雙極性偏p型的黑磷的半導體特性，其空穴傳導側的輸運性質得到進一步提升。

如銀離子修飾后，黑磷的載流子遷移率了一倍，開關比兩個數量級。

由于金屬離子和黑磷之間是一種較弱的超分子相互作用，金屬離子對黑磷的修飾過程較之前開發的化學方法加可控，而且普適性高，除銀離子外，鎂離子、鐵離子、離子都可以實現對黑磷穩定性的增強和半導體特性的調控。

這種技術為制備高穩定性、高性能黑磷晶體管提供了一種簡單的新方法，并可極大拓展黑磷在各種電子和光電器件領域的應用。他們將這種材料作為氫燃料電池膜，相比正常結構的石墨烯材料，“缺陷型”展現出了大大提升的性能。但是電子設備

總結

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