制造廉价钻石;更强的石墨烯;缩小卑微的电容器。
制造廉价的钻石
石墨和钻石是两种形式的碳元素是相同的。在石墨,碳原子排列在平面表和材料是柔软的。另一方面,钻石由保税四面八方的碳原子,这些结构极其困难。
这幅图显示了转换的四层石墨烯铂表面。氢原子的增加引发了多米诺骨牌效应,这种graphite-like材料变成了类金刚石薄膜。(来源:SUNCAT)
使用这两种技术,斯坦福大学和线性设计了一种廉价的方式来启用类金刚石电影用于电子设备、传感器和刀具。研究人员把床单的石墨石墨烯。顶层被暴露在氢,反过来,改变石墨类金刚石材料的结构。
在实验室中,研究人员装载铂支持四个石墨烯。他们补充说氢顶端的层。借助x射线从线性的斯坦福同步辐射光源(SSRL),研究人员发现,氢发起一个多米诺骨牌效应。
这些事件后,碳原子的排列就像钻石。“我们的研究表明,石墨烯的加氢类金刚石薄膜可能是一个新的路线合成超薄没有施加压力,“说Sarp岩石,研究员,斯坦福大学的网站上。”,这个过程是稳定的,白金衬底需要债券碳层接近它。铂形成这些债券的能力决定了类金刚石膜的整体稳定。”
更强的石墨烯
石墨烯是由单层的碳原子用蜂窝结构。该材料具有一百倍比硅和电子迁移率比钢更耐用。石墨烯具有至少一个问题:它没有带隙。
莱斯大学和三星分别采取措施将石墨烯一步成为主流。在一个努力,莱斯大学设计了一种混合材料吗称为钢筋石墨烯。材料结合了碳纳米管和石墨烯。
碳纳米管之间的差距部分钢筋的石墨烯样品中石墨烯(来源:旅行团)
碳纳米管被用来加强散装材料,如聚合物、陶瓷和金属。在这种情况下,研究人员从大米组碳纳米管石墨烯,在具体模拟钢筋的使用方式。混合材料还保留和增加的电气和机械特性。
设计钢筋石墨烯,研究人员spin-coat,热酷单或微碳纳米管铜薄片。碳纳米管作为碳源。加热时,碳组织分解,形成石墨烯。纳米管部分分裂并形成共价连接在新的石墨烯层,根据研究人员。
钢筋石墨烯可以独立的水和转移到目标基板上无需涂料。大米化学家James Tour说混合材料可能是一个具有成本效益的替代氧化铟锡(ITO)用于显示器和太阳能电池。
“大的行业,看看他们是否可以得到石墨烯替代ITO透明显示,“旅游在大米的网站上说。“但ITO是刚性的,休息当你把你的智能手机,为例。石墨烯和碳纳米管,另一方面,将柔性显示。我们显示在我们的测试中,钢筋石墨烯具有更好的导电性比普通石墨烯的透明度,和分层,ITO-competitive。”
在单独的努力,三星电子和韩国成均馆大学设计了一种合成方法吗加快石墨烯的商业化。新方法合成大面积石墨烯成一个单一的半导体晶体,从而维护其电气和机械性能。
两个实体的研究人员设计了一个圆片规模增长不皱的,单晶单层石墨烯在硅片上。这是通过使用hydrogen-terminated锗缓冲层。各向异性两个对称的锗表面允许单向排列的多个种子。这些都是合并到统一的单晶石墨烯与预定义的方向。
“此外,石墨烯之间的弱相互作用和潜在hydrogen-terminated锗表面使肤浅etch-free干转移石墨烯和回收锗基片的连续的石墨烯增长,”研究人员称。
缩小的电容器
集成电路产业正在努力规模后发展出的卑微的电容器和其他设备。对此,研究人员设计了一个方法,使nanocapacitors。
国家材料科学研究所和在日本信州大学开发了一种方法缩小超薄电容器使用像方法。
研究人员使用导电Ru0.95O20.2和电介质Ca2Nb3O10 nanosheets作为核心设备组件。通过使用装配过程为基础的解决方案,他们创造了一个三明治层组成的两种不同类型的氧化nanosheets超薄电容器的制造中。
~ 27.5的新电容器电容密度μf cm-2。这是2000倍,现有的商业产品,根据研究人员。
底部电极的导电Ru0.95O20.2-based nanosheets。他们聚集在石英玻璃衬底与聚阳离子通过连续的吸收过程。
顶部electode由Ca2Nb3O10-based nanosheets。他们使用所谓的水沉积技术作为介电层。沉积nanosheet电影是结合使用标准光刻技术和连续的吸收过程。多层累积过程监控的各种特征,如原子力显微镜(AFM)、紫外-可见吸收光谱、和x射线衍射数据。
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