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塔拉哈西,佛罗里达州。在美国国家磁实验室(爱游戏提现客服National MagLab)工作的一个国际研究团队开发了一种通过压缩来操纵石墨烯导电性的技术，使这种材料更接近于成为应用于当今电子设备的可行半导体。
哥伦比亚大学科里·迪恩团队的博士后马修·扬科维茨(Matthew Yankowitz)是这项研究的主要作者。“石墨烯是我们所知的地球上最好的导电体，”哥伦比亚大学物理系博士后研究科学家、该研究的第一作者马修·扬科维茨(Matthew Yankowitz)说。“问题是太它们能导电，但我们不知道如何有效地阻止它。我们的工作首次建立了一条在不影响石墨烯质量的情况下实现技术相关带隙的路线。此外，如果应用于其他有趣的二维材料组合，我们使用的技术可能会导致新的涌现现象，如磁性、超导等。”
这项研究由美国国家科学基金会和大卫和露西尔·帕卡德爱游戏提现客服基金会资助，发表在5月17日的《美国科学杂志》上自然．
石墨烯是一种由六方键碳原子组成的二维(2D)材料，自十多年前被发现以来，其不同寻常的电子特性令物理界兴奋不已。石墨烯是已知存在的最坚固、最薄的材料。石墨烯也恰好是一种优越的导体——石墨烯中碳原子的独特原子排列使其电子可以很容易地以极高的速度移动，而不会有明显的散射机会，从而节省了通常在其他导体中损失的宝贵能量。
但是，迄今为止，在不改变或牺牲石墨烯优良特性的情况下关闭电子通过材料的传输被证明是不成功的。
Cory Dean在MagLab。“石墨烯研究的一个宏伟目标是找到一种方法，既能保留石墨烯的所有优点，又能创造一个带隙——一种电子开关，”他说科里迪安他是哥伦比亚大学的物理学助理教授，也是这项研究的首席研究员。他解释说，过去对石墨烯进行修饰以创造这样的带隙的努力降低了石墨烯本质上的良好性能，使其变得不那么有用。然而，一个上层建筑确实显示出了希望。当石墨烯夹在氮化硼(BN)层之间时，氮化硼是一种原子薄的电绝缘体，两种材料旋转对齐，BN已被证明可以修改石墨烯的电子结构，创造一个带隙，使材料表现为半导体-即既作为电导体又作为绝缘体。然而，仅由这种分层产生的带隙还不够大，不足以用于室温下电晶体管器件的操作。
为了提高这一带隙，Yankowitz、Dean和他们在国家磁实验室、韩国首尔大学和新加坡国立大学的同事们压缩了bn -石墨烯结构的层，发现施加压力大大增加了带隙的大小，爱游戏提现客服更有效地阻止了电流通过石墨烯的流动。MagLab物理学家David Graf及其团队与哥伦比亚大学合作，开发了集成这些设备的电气测量能力在高压下在MagLab的高磁场存在的低温下直流现场设备．
“Yankowitz和同事的工作是用户和MagLab工作人员合作探索量子物质的一个很好的例子，他们将石墨烯的独特性质与高压和高磁场的热力学调谐参数结合起来，”DC领域主管Tim Murphy说。“其结果是能够动态影响这些材料的能带结构，并探索由此产生的量子态。”
Yankowitz解释说:“当我们挤压和施加压力时，带隙就会增大。”“这仍然不是一个足够大的间隙——一个足够强的开关——在室温下用于晶体管器件，但我们已经从根本上更好地理解了为什么这个带隙首先存在，它如何被调谐，以及我们如何在未来针对它。晶体管在我们的现代电子设备中无处不在，所以如果我们能找到一种使用石墨烯作为晶体管的方法，它将有广泛的应用。”
杨科维茨补充说，多年来，科学家们一直在传统三维材料中进行高压实验，但还没有人找到一种方法来使用二维材料。现在，研究人员将能够测试施加不同程度的压力如何改变大量堆叠2D材料组合的性能。
杨科维茨说:“任何由二维材料组合产生的突出特性都应该随着材料的压缩而增强。”“我们现在可以选择任何这些任意结构，挤压它们，产生的效果的强度是可调的。我们在工具箱中添加了一个新的实验工具，用于操作2D材料，该工具为创建具有设计师属性的设备提供了无限的可能性。”
故事由哥伦比亚大学提供
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