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新華網華盛頓6月10日電(記者張忠霞)美國科學家在新一期英國《自然·物理學》雜志上報告說,他們借助先進的光學設備,第一次發現了純碳物質——石墨烯的一些內部特性,這將有助於進一步認識這種可作為新型材料的物質。
科學家在4年前發現了石墨烯這種純碳物質,其結構形式是以單層的碳原子排列在蜂巢結構的晶格中。由於傳統的光譜學分析幾乎無法研究這種極薄的『碳膜』,因此自發現這種物質後,科學家對它的光學和電子特性一直知之甚少。
來自美國加州大學聖迭戈分校等機構的科學家介紹說,正常情況下,紅外線和可見光能夠幫助科學家發現物質的許多電子特性。但對於厚度只有一個碳原子大小的石墨烯來說,其薄層可吸收的光極少,因此很難根據石墨烯對光的吸收情況來了解它的電子特性。
要想研究石墨烯,就必須使用非常強的光源。科學家借助了美國勞倫斯伯克利國家實驗室的『先進光源(ALS)』電子同步加速器。這個加速器產生的光輻射亮度相當於醫學上X射線強度的1億倍。科學家利用這一強光源觀測發現,石墨烯中的電子不僅與蜂巢晶格之間相互作用強烈,而且電子和電子之間也有很強的相互作用。
研究小組在報告中說,從光學角度來說,石墨烯是一種『透明』的導體,可以用來替代現在的液晶顯示材料。目前的液晶顯示器利用的是以銦為基礎的金屬氧化物薄膜,而銦這種金屬十分稀有,預計在未來十年內就可能出現供應短缺。另外,與目前電腦、手機等電子產品的重要原材料硅相比,石墨烯也具有諸多優勢,因此它將來有望取代硅,在電子產品生產中得到廣泛應用。
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