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2010年4月28日 星期三
奈米碳管跟石墨烯的結合! New Carbon Composite of Nanotubes and Graphene
奈米碳管被發現以來就被寄與很多的期待, 像是強韌的機械性質或是很高的導電度. 但是其實研究人員也漸漸發現單獨的奈米碳管能做的功能有限, 常常需要其他材料的配合. 這影片是介紹日本富士公司發現的一種新的碳奈米結構, 這種結構包含了平面的石墨烯(Graphene)跟一維的奈米碳管. 因為石墨烯在平面的方向有很好的導電度而奈米碳管在垂直方向有很好的導電度, 兩種材料的結合使得三維的導電成為可能. 平面的石墨烯也可以扮演奈米碳管接頭的功能, 讓其他的訊號或材料容易連接碳管. 這種結構是意外發現的, 相信有更多可能的組合結構還沒有被發現. 或許在導電, 導熱或是作為元件上都有發揮的空間.
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http://zh.wikipedia.org/zh-hk/%E7%9F%B3%E5%A2%A8%E7%83%AF
石墨烯簡介
完美的石墨烯是二維的, 它只包括六邊形(等角六邊形); 如果有五邊形和七邊形存在,那麼他們構成石墨烯的缺陷。如果少量的五角形會使石墨烯翹曲入形狀; 12個五角形的會形成富勒烯(fullerene)。
碳納米管(nanotube)也被認為是捲成圓桶的石墨烯；另外石墨烯還被做成彈道輸運電晶體(ballistic transistor)並且吸引了大批科學家的興趣 。在2006年3月, 佐治亞理工學院(Georgia Institute of Technology) 研究員宣布, 他們成功地製造了石墨烯平面場效應電晶體並觀測到了量子干涉效應。並基於此研究出根據石墨烯為基礎的電路.
------製備方法
目前有三種方法製備石墨烯,一種是加熱SiC的方法, 另一種是輕微摩擦法或撕膠帶法.第三種是化學分散法.
------重要性質
--電子輸運
在發現graphene以前，大多數（如果不是所有的話）物理學家認為，熱力學漲落不允許任何二維晶體在有限溫度下存在。所以，它的發現立即震撼了凝聚態物理界。雖然理論和實驗界都認為完美的二維結構無法在非絕對零度穩定存在,但是單層石墨烯在實驗中被製備出來。這些可能歸結於graphene在納米級別上的微觀扭曲
Graphene還表現出了異常的整數量子霍爾行為。其霍爾電導=2e²/h,6e²/h,10e²/h.... 為量子電導的奇數倍，且可以在室溫下觀測到。這個行為已被科學家解釋為「電子在graphene里遵守相對論量子力學，沒有靜質量(massless electron)」。
更重要的是，目前尚未有人觀察到graphene中的分數量子霍爾效應，儘管磁場最高加到了30特斯拉。2007年，先後三篇文章聲稱在graphene的p-n或p-n-p結中觀察到了分數量子霍爾行為。物理理論家已經解釋了這一現象。
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