金剛石合成石墨烯技術成功

金剛石合成石墨烯技術成功

石墨烯這種材料的種種過人之處,比方說出色的強度、優異的電氣性能、熱傳導性和電子遷移率。這些不同的特點都讓石墨烯在觸摸屏、半導體、太陽能電池、超級電容器等領域產生了巨大的影響。

但是,只有在原材料純凈的情況下,才能生產出高性能的石墨烯。生產高性能石墨烯是非常有挑戰性的事情,但是美國能源部下屬的阿貢國家實驗室找到了一個可能的解決材料——超納米金剛石。

Anirudha Sumant是領導阿貢國家實驗室的材料科學家,他們目前與加州大學河濱分校進行合作,使用超納米金剛石(UNCD)作為基底合成出來石墨烯。這種合成方式可以保證去除大部分雜質。

文章的第一作者黛安娜·伯曼(Diana·Berman)說:“當我第一次通過掃描電子顯微鏡看到的時候,發現這種方式做出來的石墨烯完整漂亮,這讓我非常驚訝。我一直在用不同的方法制作石墨烯,但是我從沒有看到過這么好的形狀。”

這種合成方式可以在更低的溫度下合成石墨烯,比起用碳化硅合成石墨烯的方式(現在廣泛使用的方式)要節省更多的時間。三四層的碳化硅晶體價格接近1200美元,而UNCD的成本價低于500美元,具有更高的經濟效益。

阿貢實驗室的小組成員表示,他們一共獲得了三項專利。他們目前開始與瑞典空間物理研究所和歐洲航天局合作,開發用于木星冰月亮探測器(JUICE)計劃的石墨烯涂層探針。另外,阿貢實驗室的研究團隊目前正在為北卡羅來納大學的研究人員開發用于生物傳感器的石墨烯探針。

研究人員目前已經將研究成果發表到了《Nature Communications》上,當然,實驗室的研究人員還會繼續優化這種石墨烯的制造方法。 (ZOL新聞中心)