教学科研】  第 1036 期 2010-11-20
Advanced Materials刊登周勇关于石墨烯的综述
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  本报讯 日前,南京大学物理学院环境材料与再生能源研究中心周勇教授和新加坡国立大学化学系Kian P.Loh教授合作,在近期的Adv.Mater.上以Research News的形式发表了题为“Making pattern on Graphene”综述性论文。南京大学为本论文第一通讯单位,周勇教授为第一作者和通讯联络人。
  石墨烯是结构非常稳定的二维单层碳原子晶体,其理论厚度为0.34nm,在2004年由英国曼彻斯特大学的Andre K.Geim教授研究团队首次制备。它不仅是已知材料中最薄的一种。其坚硬度强于钻石,强度比世界上最好的钢铁还要高于100倍。作为单质,其电子的运动速度达到光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。
  以石墨烯为基础的纳米结构被认为在未来的电子纳米器件有望替代硅基材料。在石墨烯上进行微电子加工,得到具有一定有序、高分辨率图案(pattern)的纳米器件单元,是任何形式石墨烯应用的基础和重要步骤之一。该论文介绍和评价了目前在制备石墨烯图案的最新发展和技术。其中普遍实用的技术包括:掩模板光刻技术、转移印花和激光直接写入技术。掩模板光刻技术是在石墨烯薄膜的表面淀积一层有序的模板(例如聚苯烯纳米球和铝膜等)。然后利用离子刻蚀等手段把模板除去,得到具有图案结构的石墨烯薄膜。转移印花技术是利用已有的微图案,象盖章一样,将石墨烯印在衬底上。激光直接写入技术是一个无模板、非接触式方法,不会给石墨烯带来外在污染。它是利用激光在敞开体系中垂直照射氧化石墨烯薄膜,被照射区域的氧化石墨烯吸收激光的能量,并把这个能量很快的转化为热能,使照射区域的温度迅速高于500℃,而使氧化石墨烯燃烧变成CO和CO2等气体。通过利用计算机程序控制的可移动样品台,用这种方法可以制备宽度和长度可控的石墨烯图案。
  目前周勇教授正将石墨引入光催化材料体系中,利用光生电荷在二维单层碳原子晶体中的快速运动特性,以提高电子和空穴分离速率和减少其复合几率,来提高光催化效率。(本报记者) 
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