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转角石墨烯有效模型理论研究取得进展（图）
转角 石墨烯 有效模型理论
2019/11/1
近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心博士生廖元达、中科院物理所研究员孟子杨和香港科技大学/加州大学圣地亚哥分校博士后许霄琰组成的研究团队，利用投影量子蒙特卡洛方法，在如上所述的转角石墨烯有效晶格模型中考虑电子之间的强关联效应，详细研究了该有效模型在电中性点的基态相图（如图1所示）。他们发现，考虑六角格子的团簇电荷相互作用U，当相互作用较小时，系统处在狄拉克半金属态（Dirac s...
电化学双层电容器又称超级电容器，通过电解液离子在高表面积电极表面的可逆吸脱附来储能。由于不涉及氧化还原反应等电荷转移动力学限制，超级电容器可以极高的充放电速率下运行，具有达百万次的良好循环能力，使得它们广泛应用于储能领域。石墨烯理论上可具有550 F/g的比容量，作为超级电容器电极材料备受关注。然而目前石墨烯基材料的性能仍远远低于预期。一方面，石墨烯的量子电容已被证明在双电层电容的建立中起着关键作...
借助石墨烯实现Si（100）衬底上单晶GaN薄膜的外延生长（图）
石墨烯 Si（100）衬底 单晶GaN薄膜 外延生长
2019/10/12
近日，北京大学物理学院宽禁带半导体研究中心沈波和杨学林课题组与俞大鹏、刘开辉课题组合作，成功实现了Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长，相关工作于2019年7月23日在Advanced Functional Materials上在线刊登 [doi.org/10.1002/adfm.201905056]。GaN基宽禁带半导体具有带隙大、击穿电场高、饱和电子漂移速度大等优异，能够满足现代电子技...
石墨烯的骨架掺杂是指在保持石墨烯六方晶格完整的同时，通过引入杂原子如氮、硼等直接替换sp2杂化的二维晶格骨架中碳原子。石墨烯骨架被杂原子掺杂后，载流子浓度增加，并且骨架掺杂的形式有助于降低散射，维持石墨烯较高的载流子迁移率，导电性显著增加；又因为骨架掺杂原子在化学反应中可以提供更多的活性位点，因此，骨架掺杂的石墨烯在催化、能源等领域得到了广泛关注。然而，稳定且可控的骨架掺杂仍是目前石墨烯化学气相沉...
石墨烯因其优异的性质而被誉为“材料之王”，在诸多领域有着广阔的应用前景，但距离真正实现产业化还存在诸多问题和挑战。制备决定未来，高品质石墨烯薄膜的可控制备一直是学术界和业界关注的重点。化学气相沉积法（CVD）以其优良的可控性和可放大性被公认为最具前景的石墨烯薄膜制备方法，经过近十年的发展，虽然在单晶尺寸上取得了诸多突破性进展，但CVD石墨烯的性能和理想水平仍然有不小的差距，这一问题已经困扰石墨烯领...
石墨烯作为一种纳米级的新型二维材料，在电学方面能够实现亚微米级的弹道输运及较高的载流子本征迁移率，有望成为新一代电子元器件的基材。然而目前重离子辐照对石墨烯基器件电学性能影响的研究工作较缺乏，辐照影响机理仍不清楚。中国科学院近代物理研究所研究人员依托兰州重离子加速器开展了快重离子辐照石墨烯晶体管引起电学性能改变的研究，取得新进展。
石墨烯作为一种纳米级的新型二维材料，在电学方面能够实现亚微米级的弹道输运及较高的载流子本征迁移率，有望成为新一代电子元器件的基材。然而目前重离子辐照对石墨烯基器件电学性能影响的研究工作较缺乏，辐照影响机理仍不清楚。中科院近代物理所研究人员依托兰州重离子加速器开展了快重离子辐照石墨烯晶体管引起电学性能改变的研究，取得了重要进展。
石墨烯早已跃为二维层状材料家族中的明星材料，其优异的机械、电学、光学、力学性质使其在光电、催化、传感器、透明导电薄膜、柔性电子器件、能源储存、防腐涂料、润滑、结构增强、武器装备、航天航空等领域展示出广阔的应用前景。目前，常用于制备石墨烯的方法有机械剥离法、液相剥离法、外延生长法、化学气相沉积法、化学还原氧化石墨烯等方法。电化学方法是在电场的作用下，通过阳极氧化或者阴极还原石墨电极，驱动电解液中的离...
理论计算证明，石墨烯可以应用于海水淡化，制成的单层纳米孔二维薄膜相比传统海水淡化膜具有超高的选择性分离效率。然而，大面积石墨烯内部存在的晶界会降低石墨烯的机械性能，引入纳米孔的过程将会进一步降低机械性能，导致分离薄膜容易发生局部破裂，极大地降低分离效率和分离选择性。
近日，中国科学院过程工程所与清华大学合作首次证明了二维材料氧化石墨烯能够与细胞膜形成三明治超级结构，并实现药物在膜磷脂层内的有效运输，开辟了药物精准递送新模式，为生物医药全新剂型的设计和新型纳米粒子的应用提供了方向。纳微米粒子与细胞间相互作用对其后续生物医学应用至关重要。过程工程所生化工程国家重点实验室生物材料与生物剂型课题组的马光辉研究员和魏炜研究员进行了一系列研究，发现二维颗粒与传统颗粒具有截...
碳材料，特别是二维碳材料，如石墨炔、石墨烯，具有高度共轭的碳骨架、均匀分布的孔隙和二维层状平面特性，拥有巨大的应用前景。其中由苯环和炔键链接构成的石墨炔类碳材料，具有更大的孔道构造和大量的sp杂化碳原子，能够提供丰富的离子通道和催化活性位点。中国科学院青岛生物能源与过程研究所碳基材料与能源应用研究组研究发现，石墨炔碳材料可以通过前驱体控制、化学键合、热处理等方式引入特定的异原子，增加更多的活性位点...
近日，我校材料科学与工程学院、先进炭材料及应用技术湖南省重点实验室刘继磊教授团队在石墨的电化学储钾机制领域取得系列重要进展，相关研究成果分别发表在Advanced Energy Materials (IF=21.875)和Journal of Power Sources (IF=6.945)等国际电化学储能领域顶尖期刊上。钾-石墨层间化合物 （K-GICs）因其组分构成多样和结构类型丰富，展现出独...
中国科学院兰州化学物理研究所研究员邱洪灯带领的手性分离与微纳分析课题组率先利用水滑层不完全覆盖氧化石墨烯部分燃烧策略，开发了一种简单、快速、高效、低成本制备多孔石墨烯的新方法（图1）。结果表明，通过控制盐模板的含量可以实现多孔石墨烯孔径的精确调控。此外，研究人员还通过真空抽滤法制备出多孔石墨烯分离膜，实现了钠、钾离子的高选择性分离。相关结果发表于Advanced Functional Materi...
2019年3月29日，《物理评论X》（Physical Review X）在线刊发了国家脉冲强磁场科学中心朱增伟教授的论文“石墨在90T：强耦合激子配对的证据”(Graphite in 90T: Evidence for Strong-Coupling Excitonic Pairing)。这是基于脉冲强磁场实验装置电输运实验平台的最新研究进展，也是我校与美国洛斯阿拉莫斯国家实验室以及法国脉冲强磁...