根据伦敦大学的理论物理学家的计算,弯曲石墨烯可能是控制其电学性质的最基本方法莱斯大学在俄罗斯。
Boris Yakobson的Rice实验室与莫斯科的研究人员合作发现,这种效应在纳米锥中是明显和可预测的,应该同样适用于其他形式的石墨烯。
研究人员发现,有可能获得他们所谓的电子挠电效应,即只需以某种方式扭曲石墨烯片,就可以控制其电子特性。
研究人员说,这项工作将对那些考虑将石墨烯元素应用于柔性触摸屏或通过控制碳原子的电偶极矩来存储比特的存储器的人产生兴趣。
完美的石墨烯——一种原子厚度的碳薄片——是一种导体,因为它的原子电荷在平面上相互平衡。但是石墨烯的曲率会在凹面压缩化学键的电子云,在凸面拉伸电子云,从而改变它们的电偶极矩,这是控制极化原子如何与外部电场相互作用的特性。
研究人员本月在美国化学学会的杂志上发表了他们的研究结果物理化学通讯杂志发现他们可以计算出石墨烯卷成任何大小和长度的锥体的弯曲电效应。
研究人员利用密度泛函理论计算了石墨烯晶格中单个原子的偶极矩,然后计算出它们的累积效应。他们表示,他们的技术可以用于计算石墨烯在其他更复杂形状上的影响,比如褶皱薄片或扭曲的富勒烯,他们也分析了其中的几种。
Yakobson说:“对于平面石墨烯或圆柱形纳米管来说,偶极矩为零,而介于两者之间的是一种实际上在实验室中产生的锥类材料,其偶极矩非常重要,并且与锥的长度成线性关系。”
碳纳米管,石墨烯的无缝圆筒,不显示总偶极矩,他说。虽然不是零,但矢量引起的力矩相互抵消。
但对于锥状原子来说就不是这样了,在锥状原子中,正负电荷的平衡在每个原子之间都是不同的,这是由于随着直径的变化,键上的应力略有不同。研究人员指出,沿边缘的原子也有电作用,但分析两个边对边对接的锥使它们相互抵消,简化了计算。
雅克布森看到了这个新发现的特性的潜在用途。“一个可能影响深远的特征是在弯曲薄片上的电压降,”他说。“它可以允许人们局部改变功函数,并通过弯曲来设计双层或多层的带结构堆叠。它还可能允许创建具有不同电化学电位的分区和空腔,更‘酸性’或‘碱性’,这取决于3d碳结构的曲率。”
了下:材料•先进
