InfoMat前沿信息:石墨烯新發現:魔角扭曲雙層石墨烯中存在物質的新拓撲相

2021-02-15 InfoMat

存在拓撲電子狀態的魔角扭曲雙層石墨烯，可以製備垂直取向石墨烯納米通道水過濾膜的新方法，為鋅基水系電池開拓新方向的新型無陽極鋅電池；本期「InfoMat前沿信息」，一起來看石墨烯和能源領域的新進展。

Real-space periodic potential in magic-angle twisted bilayer graphene imaged with scanning tunneling microscope. The inset shows the main result of the study: As more electrons illustrated by arrows are added to bilayer graphene, due to strong electronic correlations, the topology of the electronic bands changes in analogy to adding holes in the sphere. Credit: Stevan Nadj-Perge

美國加州理工學院Stevan Nadj-Perge團隊在魔角扭曲雙層石墨（MATBG）烯中發現了拓撲量子相。研究人員使用掃描隧道顯微鏡來映射出現在有限磁場的MATBG的拓撲相位，發現在低場下拍攝的電荷中性朗道光譜表現出顯著的電子-空穴不對稱性，並且在零朗道能級（約3-5毫安電子伏）之間出現意外的巨大分裂。該研究結果使人們更了解石墨烯電子特性，也提供了未來可以探索工程拓撲相的新方法。

工作已發表於Nature（DOI: 10.1038/s41586-020-03159-7）。

原文連結： https://phys.org/news/2021-01-specially-bilayer-graphene-hosts-topological.html

The channels between graphene sheets are horizontal, which is not great for applications like water filtration. But researchers from Brown University have shown a way to flip those channels to make them vertical in relation to the sheets, which is an ideal filtration orientation. Credit: Hurt lab / Brown University

布朗大學Robert H. Hurt團隊報導了一種製作垂直取向石墨烯納米通道的方法。研究人員利用鋯摻雜氧化石墨烯（GO）薄膜的壓縮不穩定性製造褶皺，使納米片具有大旋轉角度，然後利用聚合物將其固定並進行薄切片，可以得到由近垂直方向排列的納米通道陣列組成的緻密的膜。該膜可以顯著縮短液體流經路徑，並具有對水的高度選擇性，在工業或家庭過濾方面具有很大的應用潛力。

工作已發表於Nature Communications（DOI: 10.1038/s41467-020-20837-2）。

原文連結：https://phys.org/news/2021-01-graphene-nanochannel-filters.html 

Credit: American Chemical Society

美國史丹福大學Yi Cui團隊和沙烏地阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學Husam N. Alshareef團隊製造了一種新型無陽極鋅電池的原型。研究人員使用了預先嵌入鋅離子的二氧化錳陰極、三氟甲烷磺酸鋅水溶液和銅箔集電器，並在集電器上塗敷一層碳納米盤防止枝晶形成。該電池具有效率高、能量密度高、穩定性好等特點，經過80次充放電循環後容量保持率為68.2%。這種無陽極電池的設計為在儲能系統中使用水性鋅基電池開闢了新的方向。

工作已發表於Nano Letters（DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c04519）。

原文連結：https://phys.org/news/2021-01-anode-free-zinc-battery-renewable-energy.html 

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