石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在业内一直备受亲睐,但却因不具有能带隙而不能用作半导体。 目前,来自德国哥廷根和美国帕萨迪纳的研究人员制作了一部“原子尺度的电影”,展示了氢原子与石墨烯形成带隙的化学结合过程,这也是迄今为止研究过的最快的反应之一。当氢原子轰击石墨烯时,先是短暂地粘附到碳原子上,然后再从表面反弹,形成了一种瞬态化学键。之后研究员通过理论模拟,证实这与实验观察结果非常吻合,而且再现了原子在10fs到1ns内的超快速反应。该过程中氢原子几乎可以将所有能量转移到石墨烯的碳原子上,然后以声波的形式传递到石墨烯表面。该研究为化学键合提供了全新的见解,也使得石墨烯具有带隙,为其在电子学的应用奠定了基础。
氢原子(蓝色)撞击石墨烯表面(黑色),与碳原子(红色)形成瞬态化学键。撞击氢原子的高能量首先被相邻的碳原子(橙色和黄色)吸收,然后以声波的形式传递到石墨烯表面(来源:Oliver Bünermann) 文章来源: 材料+
|