新技巧可制备手性石墨烯卷
原题目:新技巧可制备手性石墨烯卷科技日报天津2月25日电 (记者陈曦 通信员焦德芳)记者25日从天津年夜学得悉,该校3位教学胡文平、雷圣宾跟李奇峰配合开辟出一种名为“白腊帮助浸入法”的新技巧。该技巧可能让石墨烯“卷”起来,并准确把持其“卷曲偏向”,制备出存在可控手性的石墨烯卷。这一冲破不只为二维资料的手性调控供给了全新思绪,还为将来量子盘算跟自旋电子器件的开展摊平了途径。相干结果宣布于国际学术期刊《天然·资料》。
手性,简略说就是“阁下错误称”,就像左手跟右手,看起来很像,但无奈完整重合。在天然界中,手性无处不在,从分子到资料,手性构造每每存在奇特的光学、电子跟化学性子。比方,某些手性分子在药物中可能表示出完整差别的药效,乃至一种无效,另一种有毒。
作为一种“明星资料”,石墨烯因超高电导率、超强机器机能跟稳固化学特征成为迷信界的“骄子”。但是,石墨烯自身是“对称”的,不手性。比年来,迷信家们实验经由过程“卷曲”石墨烯等方法,付与其手性特征,以摸索其在光学器件、自旋电子学跟量子盘算等范畴的潜力。但怎样准确把持石墨烯的“卷曲偏向”,始终是个困难。
天津年夜学团队开辟的“白腊帮助浸入法”奇妙处理了这一困难。研讨团队起首在单晶石墨烯名义涂上一层白腊,而后将其转移到硅基板上。接着,他们将样品垂直浸入异丙醇中,应用溶剂的名义张力,让石墨烯“主动卷曲”成管状构造。经由过程调剂浸入速率跟溶剂极性,他们能够准确把持石墨烯的“卷曲角度”,从而调控其手性特征。
这种方式不只简略高效,还能推广到其余二维资料中,实现年夜范围出产。试验成果表现,制备出的左旋跟右旋石墨烯卷表示出明显的光学活性跟自旋抉择性效应。在室温下,这些石墨烯卷的自旋极化率超越90%,远超其余碳资料。
别的,研讨团队还发明,电子在石墨烯卷中重要沿着“卷曲”的一侧挪动,从而发生优先自旋极化。自旋电子器件应用电子的自旋特征,无望实现更高效、更低能耗的信息处置。这种手性引诱的自旋抉择性效应,为开辟高效的自旋滤波器跟自旋电子器件供给了新可能。
“这项研讨结果不只为非手性二维资料的手性调控供给了一种通用方式,还为摸索量子行动跟开辟室温自旋电子技巧开拓了新的偏向。”雷圣宾说。
(责编:罗知之、陈键)
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