利用世界上最強(qiáng)大的人造輻射源,美國加州大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)和勞倫斯·伯克利國家實驗室的物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了石墨烯特性新秘密:石墨烯中電子間以及電子與蜂窩狀柵格間均存在著強(qiáng)烈的相互作用。
石墨烯是由碳原子排布在蜂窩狀格柵上的單層純碳材料物質(zhì)。同硅相比,它具有多種優(yōu)點(diǎn)。人們相信未來它將取代計算機(jī)、電視機(jī)、手機(jī)和其他普通電器中的硅材料。此外,石墨烯是一種光學(xué)透明的電導(dǎo)體,有望用來代替目前廣泛使用的液晶顯示器。然而,由于它能阻擾傳統(tǒng)的光譜,因此人們對4年前剛發(fā)現(xiàn)的石墨烯的光學(xué)和電學(xué)特性了解的還不多。
在提前出版的《自然·物理》雜志網(wǎng)絡(luò)版上,物理學(xué)家撰文表示,他們借助伯克利實驗室的先進(jìn)光源(ALS:AdvancedLightSource)揭示了石墨烯的某些秘密。他們說,研究顯示,在石墨烯中電子之間以及電子同蜂窩狀柵格間均存在著強(qiáng)烈的相互作用。
研究項目帶頭人、加州大學(xué)物理學(xué)教授迪米特里·巴索夫表示,紅外和光學(xué)實驗有能力幫助了解材料最重要的電特性,包括材料中電子的相互作用。但是,要測量單層石墨烯的光吸收性卻十分困難。為此,研究人員在開始時使用了非常強(qiáng)的光,達(dá)到了光譜學(xué)的極限。
先進(jìn)光源是世界上功率最強(qiáng)和功能最廣的電磁輻射源,其輸出的輻射電磁波段橫跨紅外至X射線。它的X射線輸出比最強(qiáng)的X射線管還要強(qiáng)1億倍,這意味著它能產(chǎn)生高密度的輻射,在單位時間內(nèi)有更多的光子照射到被研究材料的微小區(qū)域上,幫助科學(xué)家認(rèn)識材料的內(nèi)部狀況和特性。