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来源网络 发布时间:2019-05-27 19:59:47 此页面信息为商业广告

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研究人员通过创建两个石墨烯薄片堆叠在一起的“超晶格”结构来实现这一性质。石墨烯薄片不是重合叠加,而是在一个特定的角度(研究人员称其为“角”),也就是旋转1.1度(如上图右侧所示)。这样就形成了的莫尔结构,这种结构可以使石墨烯薄片之间的电子发生强相互作用。在其他任何方式的堆叠结构中,石墨烯都很少与相邻的电子产生相互作用。研究人员发现,当以这个“角”旋转时,两片石墨烯不导电,类似于莫特绝缘体。当研究人员施加电压,向石墨烯超晶格添加少量电子时,就会发现在一定水平上,电子突破了初始绝缘状态,形成电流,并且没有电阻,就像超导体一样。“现在我们可以利用石墨烯作为研究超常规超导的新平台,” 研究人员说,“人们也可以想象出从石墨烯中制造出一种超导晶体管,这种晶体管可以由开关控制其从超导到绝缘体的变化。这为量子设备提供了许多可能性。”这与之前其他的方法形成鲜明的对比,以前科学家们需要制备和操作成百上千个单独的晶格,每一个晶格只能在一个电子相位中运行。

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麻省理工学院和哈佛大学的研究人员又有了新发现,石墨烯可以通过调节变为绝缘体或超导体。过去研究者们通过将石墨烯与其他超导材料结合的方式合成石墨烯超导体,这种结构使得石墨烯具备一定的超导特性。但是的研究表明,石墨烯靠自己也可以实现超导,证明单纯的碳基材料本身也具有超导性。

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1.1°被认为是一个“角”,研究人员发现,石墨烯超晶格电子类似扁平带结构,就像莫特绝缘体,无论动量是多少,所有的电子携带相同的能量。研究人员说:“想象汽车的动量是质量×速度,如果以30英里/小时的速度行驶,汽车会有一定的动能。如果以60英里/小时的速度行驶,这个动能就会高。而我们现在的情况是想象不管速度是30、60或是100英里/小时,都拥有同样的能量。”对电子来说这就意味着即使它们占据了半填充的能带,一个电子的能量不比任何其他电子的多,不足以使它在这个能带内。因此,即使这样半填充的能带结构应该像导体一样,它却表现为绝缘体的特性,确切一点说是莫特绝缘体。

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用纳米硅粉做成纳米硅线用在充电锂电池负极材料里,或者在纳米硅粉表面包覆石墨用做充电锂电池负极材料,提高了充电锂电池3倍以上的电容量和充放电循环次数。由于纳米硅对与锂电池的高吸收率,将纳米硅用与锂电池可以大幅度提高锂电池的容量(理论可以达到4000mA/h),同时利用世界技术,将纳米硅粉表面包覆石墨,组成Si-C复合材料,可以有效的降低由于硅吸收锂离子时的膨胀,同时可以加大与电解液的亲和力,易与分散,提高循环性能。石墨烯薄片不是重合叠加,而是在一个特定的角度(研究人员称其为“角”),也就是旋转1.1度(如上图右侧所示)。

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“这意味着所有的电子都不能流动,所以它是绝缘体”研究人员解释道。“莫特绝缘体为什么重要?有数据表明,大多数高温超导体的母体化合物都是莫特绝缘体。”换句话说,科学家已经找到了能让莫特绝缘体变成超导体的方法,在约100K的时候。研究人员用氧去“吸”莫特绝缘体,氧原子将电子从莫特绝缘体中吸出去,留下多的空间让剩余的电子流动。氧气充足的条件下,绝缘体就能变成导体。如果以60英里/小时的速度行驶,这个动能就会高。

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