首頁 > 服務(wù)專區(qū) > 公共服務(wù) > 高端論壇
我今天與大家分享石墨烯方面的進(jìn)展情況。英國曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫因石墨烯材料獲2010年諾貝爾物理學(xué)獎。全世界有上萬家公司與石墨烯相關(guān)，目前我們能做的都是挑最簡單的做，但都沒有把石墨烯本真的性質(zhì)發(fā)揮出來，石墨烯就是二維原子材料，這個材料做大了太難。
石墨烯材料是非常好的材料，搞物理是越簡單越完美。實驗證明是一個非常理想的材料，甚至有人說石墨烯能取代硅。但石墨烯不是萬金油，有一個先天不足的條件，比如半導(dǎo)體電子器件要求穩(wěn)定，開和關(guān)的比率越高越好，這是石墨烯的致命弱點。
石墨烯是怎么被發(fā)現(xiàn)的？是用膠帶去撕鉛筆芯，膠帶撕一次鉛筆芯后，再用新膠帶撕用過的膠帶，這樣一個分成兩個，兩個分成四個，一直持續(xù)，最終得到一整張單成原子單晶。我們到今天為止還沒有其他方法制備單晶，石墨烯單晶現(xiàn)在為止是巨大的挑戰(zhàn)。針對這一問題，我在北大的團(tuán)隊在石墨烯單晶的生長方面取得巨大的進(jìn)展。
今年8月8號，我們在專業(yè)領(lǐng)域刊物《Nature》雜志在發(fā)表的一篇文章。在1000度的情況下通過甲烷分解得到晶體，得到的形狀有特點：每個都很小、密度很高，都像一個規(guī)則的六角星。我的學(xué)生比較好奇，他說反面跟相接背面什么樣子，就拿顯微鏡去看，發(fā)現(xiàn)密度非常低、數(shù)目很小，但個頭很大，兩個生長速度完全不一樣，在反面生長速度是背面生長速度的150倍，是兩個量級以上。在我們的工作之前所有的生長記錄都總結(jié)出來，獲得石墨烯生長速度本質(zhì)的原因。現(xiàn)在競爭很激烈，有大面積完美的石墨烯單晶，可以做很多的事情。
企業(yè)有一個好處，不用發(fā)表文章。日本人真正管用的東西是不發(fā)表的，真正發(fā)表的是要克服問題讓全世界力量去把它搞清楚，或者是基本上沒有什么價值的。但是，國內(nèi)的評價體系要求我們年輕人發(fā)表文章，在Nature、Science這樣高影響力雜志發(fā)文章，這個事情我們在往前推進(jìn)。
下面給大家介紹一下我們測一層原子石墨烯的性質(zhì)，東西硬不硬。塑料很難弄斷，這是我們生活中一個現(xiàn)象，應(yīng)變有好處有壞處，用一個軸承，在應(yīng)變也能夠帶來好的效果，應(yīng)變硅，有應(yīng)變存在的可以跑的更快，這個處理器就是基于這么一個技術(shù)，應(yīng)變硅這么一個器件，載流子跑的很快，用好是一個非常好的物理參數(shù)，來挑很多的物理性質(zhì)。
一般我們材料化銅，形變量是0.5%，用點力就斷了，到了納米這個材料變的越強(qiáng)了，尤其是像石墨烯搞斷搞破是很難的，這是我們的團(tuán)隊一直研究這些，應(yīng)變對物理性質(zhì)材料一個研究工作，基于這個基礎(chǔ)上做了曾石墨烯的力學(xué)性質(zhì)的研究。一層原子晶體，我們剛剛發(fā)展的定點可搬運的轉(zhuǎn)移的方法，可以把石墨烯搬到需要的地方去，可以放兩層用物理的方法來測一層石墨烯的強(qiáng)度，兩層、三層進(jìn)行研究。
這是一個例子，這個地圖挖了一些孔，把石墨烯經(jīng)過搬一層石墨烯過來，這個孔弄破以后看是不一樣的，可以用顯微鏡看到。
這是我們的整個的工藝流程，我們通過微納加工手段，加工一系列的孔洞。通過一層轉(zhuǎn)移過來。這是另外一個我們的區(qū)域，蓋了一層石墨烯，這個孔是孔是5微米，我們用原子顯微鏡，利用AFM的針尖，下去多少深是形變量會知道，通過參數(shù)的推言，知道這個東西多強(qiáng)，什么時候斷裂。這個是我們的用反復(fù)的用針尖壓石墨烯，壓破這樣的情況。每一個線都很難的，首先搬運一層晶體，然后轉(zhuǎn)移，然后測量，可以看到每個事件，經(jīng)過一系列的實驗證明，這個石墨烯現(xiàn)代材料當(dāng)中最強(qiáng)的。我們的鋼鐵楊氏模量是0.2個T PA，我們的石墨烯超過1個T PA的。
我們團(tuán)隊去年到今年在石墨烯的大單晶的生長取得了非常重要的突破，我們可以制備出非常出石墨烯單晶，這是我們的一切機(jī)緣巧合取得的一些突破，我們做物理有一些發(fā)展方法，研究物理性質(zhì)，研究器件特性，能夠去發(fā)現(xiàn)一些新的現(xiàn)象效應(yīng)，我們發(fā)展了精確可控的操控石墨烯單晶的方法，一層兩層的參雜物理性質(zhì)，包括力學(xué)、光學(xué)性質(zhì)，這都是我們搞物理研究最期待的，謝謝大家。
