石墨烯“多层糕”可做纳米变压器
在纳米变压器中,由于局部电场的作用,电子在一层金属中移动时会对另一层金属中的电子产生拉力,这一现象称为“库仑拖曳”。而要利用这一规律,需要将金属一层层隔开,让它们彼此绝缘,但分开的距离不能超过几个原子间距。这种结构是许多复杂精细的新型电子和光子设备的基础,包括许多晶体管和探测器都采用这一新结构。而现有材料做不到这一点,这对目前的纳米技术而言是个巨大飞跃。
研究人员将石墨烯作为单原子导电平面,将仅4个原子薄的氮化硼作为电绝缘体。他们先从块状石墨中剥取了石墨烯平面,并用同样技术得到了氮化硼原子层,然后用一种先进的纳米技术,像拼装“垒高”玩具那样将石墨烯和氮化硼晶体一层层堆叠起来,按照期望的层面顺序组装成新晶体。
纳米变压器由曼彻斯特大学的罗曼·戈巴乔夫组装,他描述这种技术时说:“这就像《发条钢跳蚤的故事》里的情节,只有用最高倍显微镜才能看到跳蚤在跳舞,甚至还钉着极小的马蹄铁。我们的纳米‘垒高’就是这种技术的进一步推演。”
盖姆补充说:“这一研究还证明了以原子的精度一层层地搭建平面,能造出有多种功能的复杂设备。我们有一个完整的原子层材料库,只要将这些材料结合起来,就可能创造出自然界中没有的主要新材料,这条路的前景比石墨烯本身更令人兴奋。”
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