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发布时间：2020-11-08 06:29:25

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并且科研人员还发现，通过对该元件温度的调整，煤的电子和光学性质可以完全满足某些特定的数值。在Elisa Riedo教授的下，科学家们已经确定，基于两层石墨烯的材料可以比钻石还坚硬。　　研究工作得到了研发项目、自然科学基金、中科院部署项目、中科院先导专项与宁波石墨烯应用技术研发项目的资助。

物理学家组织网23日报道称，因成功制备单原子层厚石墨烯而获得诺贝尔物理学奖的安德烈·海姆团队，观察到电子在石墨烯中违背常识的运动行为及导电机制，并阐述了对这种导电材料的物理学特性的全新认识。

成果发布在新一期《自然·物理学》上。

石墨烯导电性能比铜高，部分原因在于其独特的二维结构。

在大多数金属中，由此导致的电毛细力会使得液态金属发生对称形变

因此，材料内的杂质无法阻碍电子的流动，电流不会以热的形式被浪费，导电率可达。

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电导率受到晶体缺陷的限制，当电子通过材料时，会像台球一样频繁散射。

纳米电子输运理论中，兰道尔-布蒂克电导公式对此类弹性电子散射特性的描述表明，正常导电材料要提升导电率，面临严苛的限制。

但海姆的英国曼彻斯特大学研究团队的新成果显示，这一基本限制可能在石墨烯材料中被打破。

在英国石墨烯研究所进行的实验观察，提供了对石墨烯中电子流的特殊行为的基本理解。

包括曼彻斯特大学在内的三个不同团队的实验表明，在某些温度下，电子彼此碰撞，竟开始频繁地像黏性液体一样流动。c单个W形团簇STM模拟图像

海姆表示，“教科书说，额外的障碍总是产生额外的电阻，但在这种情况下，随着温度的升高，电子散射引起的障碍实际上却降低了电阻，电子像液体那样流动的速度竟比在真空中自由传播还快，这种独特现象完全违背了直觉。”　　通常散射事件会降低材料导电性，但此次观察结果颠覆常识——一些电子黏滞在石墨烯晶体边缘附近，其动能耗散高，移动也缓慢，同时，它们保护临近的电子免于碰撞这些区域，导致另一些电子由于这些“朋友”的帮忙，弹性变得超级好，流动起来顺畅无比，传导性能骤增。获取平整的横切面
通俗来说，目前自然界中，这东西薄、结实，导电性极好，在工业领域中几乎无所不能。

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重要的是，通过研究电阻如何随温度变化，科学家发现了一个新的物理量——黏性电导，对其进行的反复测试乃至定性研究，都十分有利于指导未来纳米级电子电路的设计，有利于对石墨烯材料的深入理解。
(记者房琳琳)(a) 金属离子修饰黑磷示意图，(b) 黑磷晶体管显微照片和结构示意图，(c) 银离子修饰黑磷晶体管的载流子迁移率和开关比。
近日，科学院深圳先进技术研究院喻学锋研究员团队与深圳大学教授张晗、武汉大学教授廖蕾团队合作，在二维黑磷领域取得新进展，通过金属离子修饰的方法制备出高稳定性高性能黑磷晶体管。为纳米级弹性器件的应用打开了思路

相关成果发表于材料学领域刊物《先进材料》上。
论文作者是博士郭志男，单位是中科院深圳先进院。
近年来，与石墨烯一样拥有二维层状结构的黑磷展现出卓越的电学和光学特性，被视为新的超级材料，其在晶体管、光电器件、催化和生物医学领域拥有巨大应用潜力。
然而，黑磷的不稳定性限制了其在很多领域深入的研究和应用。
为解决黑磷的这一难题，喻学锋团队曾先后基于配位化学和共价化学原理，了黑磷的稳定性。
然而，这些问题使得硬碳材料在能量型锂离子电池中应用没有明显优势
相关结果发表在Nanoscale 2016, 8, 8324-8332。

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如何在增强稳定性的同时，保持甚至黑磷的电学性能是当前该领域所面临的一个关键难题。

在本项研究中，研究团队发明了一种金属离子修饰黑磷的方法，通过阳离子-π相互作用，在溶剂中自由分散的金属阳离子(如银离子)可以自发的吸附到黑磷的表面，钝化黑磷中磷原子的孤对电子，进而极大了黑磷片层的稳定性。

与此同时，金属离子的修饰过程相当于在黑磷中引入了多的空穴，可调控本来双极性偏p型的黑磷的半导体特性，其空穴传导侧的输运性质得到进一步提升。

如银离子修饰后，黑磷的载流子迁移率了一倍，开关比两个数量级。

由于金属离子和黑磷之间是一种较弱的超分子相互作用，金属离子对黑磷的修饰过程较之前开发的化学方法加可控，而且普适性高，除银离子外，镁离子、铁离子、离子都可以实现对黑磷稳定性的增强和半导体特性的调控。

这种技术为制备高稳定性、高性能黑磷晶体管提供了一种简单的新方法，并可极大拓展黑磷在各种电子和光电器件领域的应用。他们将这种材料作为氢燃料电池膜，相比正常结构的石墨烯材料，“缺陷型”展现出了大大提升的性能。但是电子设备