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            原创我国用“资料之王”研出有史以来最薄的电灯泡,仅为头发丝1/30万

            admin 2019-09-27 217人围观 ,发现0个评论

            石墨烯发光阵列器件

            据国防科大微信公众号消息,来自国防科技大学前沿交叉学科学院的秦石乔教授、朱梦剑博士和徐威博士团队与诺贝尔物理奖得主康斯坦丁诺沃肖诺夫教授团队合作,利用石墨烯,研制出了有史以来最薄的电灯泡,厚度0.34纳米,仅为头发丝直径的三十万分之一。

            未来用石墨烯灯泡做的显示器超薄、可触摸、可弯曲、可折叠,把它卷成小小一块放入口袋不再是梦。可以预见在不远的未来,那些只有在科幻电影中出现的可以任意弯曲折叠的超薄柔性显示器将走入我们的日常生活。同时,它还可以应用在硅基光电子集成和未来计算机芯片等领域。

            其实,石墨烯材料被广泛使用还是这个世纪的事,石墨烯被称为“材料之王”。15年前,曼彻斯特大学的安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖诺夫用胶带剥离出了第一片石墨烯:由单层碳原子构成的完美晶体,人类从此进入了“二维时代”。这一成功的意义在于,它是一种二维碳纳米材料,也是目前世界上已知最薄的材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,被认为是一种未来革命性的材料。它被认为是硅材料的最佳替代者,对于半导体行业发展有着特殊的意义。这次的最薄石墨烯灯泡就是利用了其良好导电性的半导体性质。专家估计十年后石墨烯将在10年后成半导体产品担当。

            目前被广泛使用的石墨烯材料分为两种,薄膜石墨烯和粉体石墨烯。一方面,在薄膜石墨烯领域我国的技术发展一直处于领先水平:世界最大的单晶石墨烯,连续生产的千米石墨烯薄膜,生长在玻璃上的石墨烯,以多种类的有机气体及液体制备石墨烯薄膜等等的技术都由我国首创。而且低成本廉价的制备薄膜石墨烯的技术在我国部分企业也实现了。另一方面,粉体石墨烯也是类似的状态,我国是粉体石墨烯生产量最大的国家,发展的势头也最强。

            截至今年上半年,在作为半导体发展的道路上,人们取得的最新成果是可将石墨烯半导体纳米晶体调整为任何颜色,并允许实时监控过程确保质量。然而,时至今日石墨烯的研究进入了瓶颈期,石墨烯的未来被定型了吗?

            曹原

            然而,年仅22岁的中国学生曹原用行动给出了石墨烯的新未来。他通过对双层石墨烯精细地扭曲折叠到特定角度(后被称为“魔角”),使其从半导体变成了超导体,并因此被《Nature》评为 2018 年度十大科学人物,直接位居榜首。

            要知道,石墨烯超导当时在国际科研领域仍然是空白状态。所有的超导体都是通过化合而成。曹原通过对石墨烯进行物理操作,就将其从半导体变成了超导体材料,这是史无前例的。

            那么,超导是什么?有什么用处吗?超导就是零电阻。我们平常用电都会伴随着发热,手机电脑电视空调冰箱甚至电线……无一例外通电时都在发热,因为它们使用的都是半导体材料。由于半导体有电阻,所以转化率低。而超导体没原创我国用“资料之王”研出有史以来最薄的电灯泡,仅为头发丝1/30万有电阻,可以实现百分百的转化率,若充电宝用上超导石墨烯,到时候手机充电十分钟,待机一整天都不是难题。

            曹原的「魔角」开启了石墨烯的一个全新领域,再次让石墨烯技术成为Richtofen一个可期待的未来。

            近日,中国科学家又在石墨烯超导领域更进一步。成功在折叠了显微镜下的石墨烯。与过去不同,我们突破性地使用单个带电原子弯曲超薄薄片,以原子级精度控制转换,可折叠和展开多次而完全不损坏它;也可以调整至合适角度,使其性质发生预期内变化,比如超导体。这使得石墨烯超导可以更快地运用到实业。据悉,这项技术可用于改进超级计算机和制造纳米机器、量子机器等方面,也为开发“梦想芯片”提供更多自由。

            回顾短短十余年的单层原子石墨烯材料发展史,我国一直致力发展并取得卓越成果。无论是在已投入生产的半导方面,还是在去年才由我国学生发现今年又新发展的尖端科技超导方面,我国都保持了世界领先地位。(育宏)

            原创我国用“资料之王”研出有史以来最薄的电灯泡,仅为头发丝1/30万
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