石墨烯可謂是材料界當(dāng)紅巨星,,各種美譽(yù)不絕于耳,,各種應(yīng)用吊足了人們的胃口,。但與此同時(shí),其獨(dú)特的單層原子結(jié)構(gòu)也為原料的大規(guī)模生產(chǎn)和實(shí)用產(chǎn)品的制造設(shè)置了障礙,。因此,科學(xué)家們一直在尋找一種既有石墨烯的本事又便于加工的三維材料,。
新合成的材料名為砷化鎘,,在電氣性能上可以被看作是石墨烯的3D版。由來(lái)自英國(guó)牛津大學(xué),、美國(guó)斯坦福大學(xué)直線加速器實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的三組科學(xué)家分別獨(dú)立發(fā)現(xiàn),,相關(guān)論文發(fā)表在5月25日出版的《自然·材料》上。
領(lǐng)導(dǎo)此項(xiàng)研究的牛津大學(xué)科學(xué)家陳玉林(音譯)說(shuō),,現(xiàn)在越來(lái)越多的人意識(shí)到石墨烯等材料在技術(shù)上的巨大潛力,。這種日漸增長(zhǎng)的興趣正在促使這一領(lǐng)域的快速進(jìn)步,其中就包括對(duì)具有類似功能的替代材料的研究,。
物理學(xué)家組織網(wǎng)6月4日(北京時(shí)間)報(bào)道稱,,陳玉林的小組此前用鈉鉍化合物模仿石墨烯超強(qiáng)導(dǎo)電性能,但這種化合物的性質(zhì)極不穩(wěn)定,,當(dāng)暴露在空氣中就會(huì)變成粉末,。而包括砷化鎘在內(nèi)的這兩種化合物都是由論文的共同作者,中國(guó)科學(xué)院的理論物理學(xué)家方仲(音譯)和戴希(音譯)預(yù)測(cè)的,。
石墨烯是單層碳原子結(jié)構(gòu)材料,,具備很多神奇的特性。其中就是其優(yōu)異的導(dǎo)電性能:在石墨烯材料上,,電子的運(yùn)動(dòng)速度可達(dá)到光速的1/300,,遠(yuǎn)超過(guò)電子在一般導(dǎo)體中的運(yùn)動(dòng)速度。
另外兩個(gè)在美國(guó)普林斯頓大學(xué)和德國(guó)德累斯頓的研究小組也一直在試圖合成砷化鎘,。其中一個(gè)團(tuán)隊(duì)將論文發(fā)表在5月7日出版的《自然·通訊》上,,另外一個(gè)團(tuán)隊(duì)將論文發(fā)表在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv上。陳玉林的團(tuán)隊(duì)則合成了砷化鎘樣品,,并且用設(shè)在英國(guó)的磚石光源和美國(guó)伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)光源進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),。
陳玉林說(shuō):“就日常使用而言,此類物質(zhì)是石墨烯很好的一個(gè)替補(bǔ),。我們正在與理論物理學(xué)家合作,,看看是否還有更多更好的材料在等著我們。此外,,也可以將此次研究作為一個(gè)平臺(tái),,用來(lái)探索更多更奇特的物質(zhì)形態(tài),合成出更多有趣的物質(zhì),,因?yàn)楫?dāng)你打開一扇門后,,就會(huì)發(fā)現(xiàn)這扇門的后面,,還有很多其他的門�,!�
每一種新材料的創(chuàng)新和改進(jìn),,背后都是一個(gè)充滿想象力的故事。砷化鎘故事的關(guān)鍵詞可能是“逆襲”,。這個(gè)詞用來(lái)描述從默默無(wú)聞到能力迸發(fā)的過(guò)程,。盡管以替補(bǔ)的形象出現(xiàn),不像石墨烯那樣萬(wàn)眾矚目,,真正的研究者更是屈指可數(shù),,甚至新聞報(bào)道都少見(jiàn),但砷化鎘一些特有的電氣性質(zhì)正在微電子,、電力傳輸?shù)阮I(lǐng)域引起關(guān)注,。當(dāng)然,替補(bǔ)能否變成主角,,還要看性能及穩(wěn)定性,、制造的難度和成本等硬指標(biāo)。希望這個(gè)“逆襲”故事有美好的結(jié)局,。