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近日，中科大單分子科學(xué)研究團(tuán)隊(duì)利用掃描隧道顯微術(shù)研究石墨烯有序晶界，揭示了原子尺度分辨的有序晶界結(jié)構(gòu)，證明了有序晶界中存在“范霍夫奇異性”。研究成果6月6日發(fā)表在著名期刊《物理評論快報》上。
晶界指結(jié)構(gòu)相同而生長方向不同晶粒之間的界面，是石墨烯材料中的一種結(jié)構(gòu)缺陷。石墨烯基電子器件中的晶界，會極大影響其電子學(xué)性質(zhì)，如降低電導(dǎo)率和電子遷移率等。有理論預(yù)言，石墨烯的有序晶界類似于一種準(zhǔn)一維的周期結(jié)構(gòu)，其電子態(tài)密度在特定的能量值時存在不連續(xù)奇異點(diǎn)，即所謂的“范霍夫奇點(diǎn)”，但該理論預(yù)言此前還未從實(shí)驗(yàn)上得到證實(shí)。
據(jù)該研究團(tuán)隊(duì)的王兵教授介紹，他們利用掃描隧道顯微術(shù)，揭示了多種具有原子尺度分辨的石墨烯有序晶界結(jié)構(gòu)，在實(shí)驗(yàn)上首次證明石墨烯中有序晶界存在“范霍夫奇異性”引起的電子態(tài)，這種電子態(tài)可以有效提高石墨烯的載流子濃度。這一研究結(jié)果，有可能應(yīng)用于提高基于石墨烯條帶結(jié)構(gòu)器件的電子輸運(yùn)性質(zhì)和器件效應(yīng)，為相關(guān)材料和器件設(shè)計(jì)提供了一種新思路。
