第090章 石墨烯(2 / 4)

手机霸主 灰衣人 3409 字 2021-06-05

ates),这可以成为搭建拓扑量子计算机的基础。石墨烯中的量子霍尔效应与一般的量子霍尔行为大不相同,为量子反常霍尔效应(unusual-Quantum-Hall-Effect)。这为石墨烯被用于发展新一代低能耗晶体管和电子学器件,甚至量级计算机奠定了理论的可能。

前世,从石墨烯诞生一直到2008年,由机械剥离法制备得到的制备得到的石墨烯乃世界最贵的材料之一,人发截面尺寸的微小样品需要花费1000美元。渐渐地,随着制备程序的规模化,成本降低很多。现在,相当公司都能够以公吨为计量单位来买卖石墨烯。换另一方面,生长于碳化硅表面上的石墨烯晶膜的价钱主要决定于基板成本,在2009年大约为$100/cm2。使用化学气相沉积法,将碳原子沉积于镍金属基板,形成石墨烯,浸蚀去镍金属后,转换沉积至其它种基板。这样,可以更便宜地制备出尺寸达30英寸宽的石墨烯薄膜。

制备石墨烯的方法发展到2014年林林总总,不一而足。

最普通的是微机械分离法--撕胶带法/轻微摩擦法,直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来。2004年,海姆也就是石墨烯发明人等用这种方法制备出了单层石墨烯,并可以在外界环境下稳定存在。典型制备方法是用另外一种材料膨化或者引入缺陷的热解石墨进行摩擦,体相石墨的表面会产生絮片状的晶体,在这些絮片状的晶体中含有单层的石墨烯。但缺点是此法利用摩擦石墨表面获得的薄片来筛选出单层的石墨烯薄片,其尺寸不易控制,无法可靠地制造长度足供应用的石墨薄片样本。

金属表面生长法:取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯,首先让碳原子在1150℃下渗入钌,然后冷却,冷却到850℃后,之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面,镜片形状的单层的碳原子“孤岛”布满了整个基质表面,最终它们可长成完整的一层石墨烯。第一层覆盖80%后,第二层开始生长。底层的石墨烯会与钌产生强烈的相互作用,而第二层后就几乎与钌完全分离,只剩下弱电耦合,得到的单层石墨烯薄片表现令人满意。但采用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀,且石墨烯和基质之间的黏合会影响碳层的特性。另外科员人员彼得-瑟特等使用的基质是稀有金属钌。

石墨的声波处理法:这方法包含分散在合适的液体介质中的石墨,然后被超声波处理。通过离心分离,非膨胀石墨最终从石墨烯中被分离。这种方法是由Hernandez等

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