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碳化硅上的石墨烯可以储存更多能量

日期:2017-6-2
来源:宽禁带半导体技术创新联盟

  通过将缺陷引入到碳化硅上的石墨烯的表面上,研究人员发现,这一方法可以增加存储电荷的材料的容量。这个结果进一步增加了我们对如何使用这种超薄材料的了解。

  通过在碳化硅的石墨烯的完美表面上引入缺陷,瑞典林雪平大学的研究人员增加了存储电荷的材料的容量。这一结果发表在“科学杂志”电子杂志“Electrochimica Acta”中,增加了我们对如何使用这种超薄材料的了解。

  由石墨烯生产的最薄的材料由单层碳原子组成。它们形成一个原子厚度的鸡丝结构,具有独特的性质。比钢高出约200倍,灵活性高。它是透明的,但气体和液体不能通过它。此外,它是一个很好的导电体。关于如何使用这种纳米材料有很多想法,对未来应用的研究很激烈。

  林雪平大学物理系,化学与生物学系科学与技术系首席研究工程师米哈伊尔·瓦金(Mikhail Vagin)说:“石墨烯是令人着迷的,但是学习难度很大。这也是导致难以理解石墨烯性质的因素之一就是所谓的“各向异性”材料。这意味着当在碳原子层的平面上测量时其性质不同于在边缘测量的那些。此外,通过以几种方式生产石墨烯在原子级的行为的尝试是复杂的。具有许多边缘的小薄片中的石墨烯的性质在几个方面与产生的面积约1cm 2的片状石墨烯的性质不同。

  

 

  碳化硅上的石墨烯

  进行研究的研究人员使用了在科林普林大学开发的方法在碳化硅晶体上制造的石墨烯。当碳化硅被加热到2000℃时,表面上的硅原子移动到气相,并且只剩下碳原子。由于石墨烯层的高质量及其先天惰性,石墨烯与其周围环境不容易反应,而应用通常依赖于材料和周围环境之间的受控相互作用,如气体分子。现场研究人员正在进行的讨论是,是否可能激活平面上的石墨烯或是否需要边缘。LiU研究人员调查了以受控方式引入表面缺陷时会发生什么,并以这种方式试图更详细地了解石墨烯的性质如何与其结构相关。

  Mikhail Vagin说:“被称为”阳极氧化“的电化学过程会破坏石墨烯层,从而产生更多的边缘。我们测量了阳极氧化石墨烯的性质,发现材料储存电能的能力相当高。

  在新知识可以使用之前,需要做更多的工作,并在更大规模上产生同样的效果。科学家计划以几种方式跟进研究。“碳化硅上的石墨烯可以在比其他类型的石墨烯更大的区域中制造,如果我们可以以受控的方式改变材料的性质,则可以为表面定制其它功能,例如,创建一个具有自己的内置电池的传感器,“物理,化学和生物学系的首席研究工程师MikaelSyväjärvi和文章的合着者说。他是Graphensic AB公司的创始人之一,与石墨烯在碳化硅上的商业应用相结合。

关键字:碳化硅,石墨烯
[责任编辑:sing]
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