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美国莱斯大学发现新型二维石墨烯杂化结构独特的电子和光学性质,助力石墨烯在光电子领域应用

2017-03-02 267浏览 标签: 美国

2017年2月27日,美国莱斯大学的研究人员成功对将氧化镁纳米团簇夹在两片单原子厚的石墨烯中间的三明治结构建模,发现该材料据有独特的电子和光学性质,扩大了石墨烯这种超强导电材料在光电子领域应用的潜力。

莱斯大学材料科学家Rouzbeh Shahsavari和他的同事建立了该化合物的计算机模拟,Shahsavari说:我们发现这种材料具有适合用于敏感分子检测,催化和生物成像的特性。我们的研究成果可以帮助研究人员设计一系列可定制的包含封装分子的二维和三维结构杂化体。

该团队科学家是从其它研究团队使用范德华力将各种分子封装在一起的试验中获得灵感的。Shahsavari表示此次莱斯大学的研究是第一个采用理论方法来定义在双层石墨烯中夹氧化镁纳米团簇材料的电子和光学性质。

Shahsavari说:如果已经有对该材料的光学和电学性质的实验结果,我们将可以有一个很好的参考来验证我们的计算结果,进而更加可靠地扩展我们的计算结果,获得实验得不到的该材料的性能趋势。石墨烯本身没有带隙,不能表现出半导体的特性,但此杂化材料却有带隙,并且根据组成杂化结构的成分不同其带隙是可调的,因此获得的光学性能也是可调的。我们发现,单一的氧化镁片只可吸收一种光,而当它被夹在两层石墨烯之间时,它可以吸收的光的波长范围很宽。

Shahsavari表示他的研究小组的理论应该适用于其他二维材料,如六方氮化硼和分子填充。Shahsavari说: 没有一种材料可以解决世界上所有的技术问题,科学家们总是需要制备杂化材料,通过使杂化材料的多种不同组成成分的优点发挥协同效应,来完成某一项具体的工作。我的团队正在研究这些杂化材料,通过调整杂化材料的成分和结构来应对新的挑战。



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