美國(guó)萊斯大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)出一種可將普通碳纖維制成石墨烯量子點(diǎn)的新方法。這種一步到位的技術(shù)比現(xiàn)有的石墨烯量子點(diǎn)研制工藝更為簡(jiǎn)化,所得到的量子點(diǎn)不足5納米,具有高溶解性,大小可以通過(guò)設(shè)定制造時(shí)的溫度來(lái)加以控制。未來(lái)在電子、光學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)⒂芯薮蟮膽?yīng)用潛力。
進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)顯示,這些量子點(diǎn)的大小以及與此相關(guān)的光致發(fā)光特性可以在相對(duì)較低的制造溫度下進(jìn)行控制。在120攝氏度、100攝氏度和80攝氏度時(shí),可獲得發(fā)藍(lán)色、綠色和黃色冷光(熒光)的量子點(diǎn)。
與此同時(shí),研究人員們發(fā)現(xiàn),如果在石墨烯上施加一個(gè)強(qiáng)大的磁場(chǎng),當(dāng)電子圍繞導(dǎo)電邊緣以順時(shí)針或逆時(shí)針移動(dòng)時(shí),石墨烯也隨發(fā)生變化。在正常情況下,電流只會(huì)沿著石墨烯的邊緣流動(dòng),而主體部分保持絕緣。電流以一個(gè)方向移動(dòng)的現(xiàn)象即量子霍爾效應(yīng)。
石墨烯可被用于各種不同的目的。然而,研究人員發(fā)現(xiàn),透過(guò)改變磁場(chǎng),就能開(kāi)啟或關(guān)斷邊緣狀態(tài),這意味著原則上可以從物質(zhì)中制造出電路和電晶體。這是透過(guò)傳統(tǒng)絕緣體無(wú)法完成的。更重要的是,這種自旋選擇性避免電子移動(dòng)的崩解,即使邊緣存在臟污,電子沿著邊緣傳輸時(shí)也幾乎沒(méi)有瑕疵。
根據(jù)研究人員表示,這項(xiàng)研究標(biāo)示著一個(gè)邁向拓墣絕緣體研究的新方向,他們并不知道未來(lái)的更多研究將通往何處,但強(qiáng)調(diào)這些發(fā)展為建構(gòu)新電子設(shè)備開(kāi)啟了更多可能性。更重要的是,他們相信,這項(xiàng)工作可能經(jīng)由各種交互作用使拓墣絕緣與石墨烯實(shí)體連結(jié)起來(lái)。