英製造出80納米富勒烯晶體

2020-11-22 科學技術部

    英國薩裡大學研究人員發現了一種製造超小純碳晶體的方法,它完全由球形碳「巴克球」分子(即C60),即富勒烯構成。所使用的方法涉及將兩種液體混合在一起,其中一種就包含處於低溫下的C60。這項新進展也許會讓研究人員加速基於此種簡單製造方法的納米技術的發展。
 
  將於7月28日出版的英國化學學會《材料化學》期刊,以封面文章的形式突出報導了此項工作成果。報導描述了製備這種納米級富勒烯晶體的一種快速且簡單的方法,可快速獲取寬度約80納米的富勒烯菱形晶體,比一枝鉛筆還要小上10萬倍。由於具有重要的未來應用價值,富勒烯以高產量被製造,而且其形狀可經由溶劑、濃度與溫度的變化而加以控制。值得注意的是,這項研究同時也證明,現存的富勒烯晶體生長模型需要重新評估,因為這些模型所預測的最小尺寸約為400納米,遠遠高於該研究團隊所證實的80納米。

  製成的這種小晶體的C60分子的電子特性,在研發新一代納米電子裝置(例如太陽能電池與氣體感應器)上格外重要。研究人員表示,能夠在納米尺度上控制富勒烯晶體的生長能力,也許能導致一些令人興奮的應用。
 
  納米級富勒烯晶體生產能力的大幅提高,使研究人員極有可能將這種超小純碳晶體納入有關納米裝置,以增強這些裝置的理想特性。基於富勒烯杆(rod)相對較高的表面積體積比,其可能的應用包括吸附劑、催化劑與膜。又因C60有相對較高的電子遷移率(約0.1cm2/Vs),n型有機電晶體、光學器件、薄膜有機太陽能電池、有機發光二極體(OLED)及光子探測器等電子裝置均可得益於此種材料。

  領導這項研究的理察·科瑞博士稱,這項研究結果對於使用有機材料的眾多技術有著重要的現實意義。這些新的納米碳材料將使科學家繼續開發出感應器與太陽能電池的增強器件,以應對現今社會所面臨的巨大挑戰。
(科技日報)

相關焦點

  • 科學家製造出兼具電學光學高性能的光子晶體
    據美國物理學家組織網7月24日報導,美國科學家研發出了一種新方法,改變了半導體的三維結構,使其在保持電學特性的同時擁有了新的光學性質,並據此研製出了首塊光學電學性能都很活躍的新型光子晶體,為以後研製出新式太陽能電池、雷射器、超材料等打開了大門。研究發表在最新一期《自然·材料學》雜誌上。
  • 扭曲晶體!科學家製造出:DNA螺旋狀的新材料!
    只要簡單地扭轉手指,就能從一副紙牌中創造出一個美麗的螺旋。同樣地,加州大學伯克利分校和勞倫斯伯克利國家實驗室(伯克利實驗室)的科學家們,已經創造出了一種新的無機晶體,這種晶體由一堆堆原子般薄的薄片組成,這些薄片出人意料地螺旋形,就像一個納米級的撲克牌。在發表在《自然》上的一項新研究報告稱,令人驚訝的結構可能產生獨特的光學、電子和熱特性,包括超導性。
  • 物理學家首次製造出時間晶體,揭開經典對稱性最後一塊面紗
    但至少有一點是肯定的,時間晶體的超級穩定性可以作為對抗退相干效應的有力武器,來保證一個量子態的壽命。如果量子態可以被強化,它還可用作製造更穩定的量子計算機內存,和進行更精確的測量。時間晶體2016 年 8 月,arXiv上面放出了一篇文章聲稱時間晶體是可行的!該文剛剛在上周的物理評論快報上發表,作者是加州大學伯克利分校物理系的助理教授Norman Yao。
  • 構建「陷阱」,製造電子晶體
    研究人員通過疊合二維半導體層製造了「電子陷阱」。這種結構將電子困在重複模式中,最終形成了Wigner晶體。理論物理學家Eugene Wigner在1934年首次預測了「電子晶體」的存在。他提出,由帶負電荷的電子產生的斥力(庫倫斥力)支配電子動能時,晶體得以形成。不過,完全的電子晶體仍然難以「觸及」。
  • 物理學家在實驗室裡製造出86年前預言的電子晶體
    維格納通過對電子氣的計算表明,當電荷的密度十分低時,點陣狀的分布比均勻分布具有更低的能量,所以預言在低溫、低密度下可以出現電子晶體,而後人們常稱這種晶體為維格納晶體或維格納點陣。不過,說起來容易做起來難。電子躁動難安,要使其靜止不動非常困難。
  • 小料科普|多彩的人工晶體系列——石英晶體
    純的水晶無色透明,很多天然水晶由於摻入了鐵、鋁、鈷、鈦等元素,呈現出各種各樣的美麗顏色。多彩的水晶早在距今2.8萬年前的山西峙峪遺址,出土過一件水晶製作的小石刀和一件由一面穿孔而成的石器裝飾品;距今8000年前紅山文化遺址中,除了水晶鑿、斧等工具外,還有水晶珠子、耳墜等物品。
  • 小料科普 | 多彩的人工晶體系列——石英晶體
    純的水晶無色透明,很多天然水晶由於摻入了鐵、鋁、鈷、鈦等元素,呈現出各種各樣的美麗顏色。1917年,皮埃爾居裡(Pierre Curie)的學生、法國科學家朗之萬(Langevin)利用水晶的壓電效應,製造了超聲波探測儀,軍事上用於探測潛水艇,拉開了石英晶體工業應用研究序幕。第二次世界大戰中,石英晶體元件大量用於軍事無線電通訊設備,成為重要的戰略物資。
  • 雷射晶體Nd:YAG晶體
    、單晶性等方面也遠遠無法和人工晶體相媲美。科學家在掌握了晶體的生長規律與習性的基礎上,可以製造出符合人類需求,甚至自然界並不存在的各類實用晶體。在各類晶體應用中,有一類晶體正在改變著我們的生活,在科研、工業、醫療、通信等方面具有重要應用,這類晶體就是雷射晶體。雷射晶體是絕大多數固體雷射器的核心(或稱工作物質),對於雷射技術具有裡程碑的意義和作用, 「一代材料、一代器件」。
  • 日本開發成功氮化鎵晶體低成本製造裝置有望成為功率器件的突破口
    氮化鎵(GaN)晶體是作為藍色發光二極體得到廣泛應用的半導體,其作為高速開關動作和高耐壓大電流動作所需的功率器件材料的特性也很高,與目前主流的矽晶體相比,擁有非常大的優勢。 作為電子器件結構基礎的GaN晶體基板大多利用氫化物氣相外延法(HVPE法)製造。該方法因晶體的曲翹等難以增加厚度,每次都是在作為籽晶的異質基板上生長不到1毫米的GaN晶體,然後剝離利用。
  • 類永動機系統物理學家創造出時間晶體
    因其空間周期性可設想其為處於暫穩狀態的晶體。這種「時間晶體」破壞了時間平移對稱,使系統非常接近於永動機。  現在,馬裡蘭大學的Chris Monroe和同事在實驗室中首次創造出時間晶體。研究報告發表在預印本網站上。  製造時間晶體的基本流程很簡單:創造一個量子系統,如一組環狀排列的離子,冷卻到最低能量態。物理學法則認為在此情況下環將是完美穩定的。
  • 美國打破中國技術封鎖 掌握KBBF晶體製造工藝
    (新聞原文 apcrystal.com/_content/portfolio/KBBF.pdf)  略譯:APC已經開發出有完全智慧財產權的KBBF(氟硼鈹酸鉀)晶體,是目前美國國內能夠生產該戰略性物質的唯一廠家,其產品質量已經達到、甚至在某些方面超過了中國企業生產的同類產品,且生產成本遠低於中方此前出售(給美國)的價格。
  • 首次在室溫下製造出鑽石以及Lonsdaleite鑽石
    現在有支國際團隊在幾分鐘內製造了兩種不同類型的鑽石——首次在室溫下製造出鑽石。實驗報告發表在Small雜誌上。鑽石不止一種碳原子可以多種方式結合在一起,成為不同材料,包括軟質黑色石墨和硬質透明金剛石。在普通金剛石中,原子排列成立方晶體結構。但也可以排成六方晶體結構。這種不同形式的鑽石被稱為Lonsdaleite,以愛爾蘭晶體學家和英國皇家學會Kathleen Lonsdale的名字命名——最早使用X射線研究了碳結構的科學家。
  • 多年努力 美國打破中國雷射晶體封鎖 然而中國新一代晶體已經成功
    2016年2月早些時候,美國APC(先進光學晶體)公司網站發布聲明,宣布該公司與克萊門森大學合作,研製出氟代硼鈹酸鉀晶體(KBBF),這種雷射晶體能夠用於製造深紫外雷射器。聲明中說,2009年中國開始禁止向國外提供這種具有戰略意義的晶體。該公司聲明稱,他們製造的晶體可以與中國製造的晶體相媲美,在部分關鍵技術領域超過中國同類材料。
  • 納米晶體「工廠」將徹底改變量子點的製造
    該系統大大降低了製造成本,可以根據需要調整為任何顏色,並允許實時過程監控,以確保質量控制。在過去的20年裡,膠體半導體納米晶體,即量子點(QDs),已經成為從生物傳感和成像到LED顯示器和太陽能收集等應用領域的新材料。新系統可用於連續生產高質量的QDs,用於這些應用。北卡羅來納州化學和生物分子工程助理教授米拉德?
  • 物理學家用四維「時空晶體」製造永不停止鐘錶
    這個小組提出了一種構建「時空晶體」(Space-time crystal)的方法,該方法基於電場離子陷阱和同種電荷粒子之間的庫侖排斥力。  來自伯克利實驗室材料科學部門主導該研究的科學家張翔(Xiang Zhang)說:「離子陷阱中的電場束縛著帶電粒子,庫侖排斥力使離子自發形成空間環形晶體。在施加一個弱靜磁場的情況下,這個環狀結構中的粒子晶體將會發生永不停止的旋轉。
  • 晶體的生長及晶圓製備,晶體缺陷及處理辦法
    器件,而《111》晶向的晶圓被用來製造雙極型器件。首先將多晶和摻雜物加熱到液態,接著將籽晶安置到剛接觸到液面,籽晶是具有和所需晶體相同晶向的小晶體,可由化學氣相的技術製造,實際應用中可拿之前生長的單晶重複使用。
  • 我國開發出全球新一代全自動連續拉晶晶體生長爐
    從11月2日第九屆中國(無錫)國際新能源大會暨展覽會獲悉,江蘇拜爾特光電設備有限公司經過2年的不懈努力,攻克了設計、工藝、自動控制、製造等方面一系列技術難題,成功開發出擁有自主智慧財產權的全球新一代全自動連續拉晶晶體生長爐,其機械性能和生產效率通過各項測試表明,優於目前國際拉晶晶體生長爐。
  • 一種跨時代的人造晶體,能在時間維度上重現的晶體
    要說晶體其實在現在生活中人們看到過很多,還是有很多類型存在的,首先來說就是女性朋友比較鍾愛的鑽石,就是典型的晶體物質,這些晶體其中的原子在空間維度上的是按照一定的規律來重複排列。由此很多人會比較好奇,那麼有沒有在時間維度上重現晶體的結構呢?
  • 專訪中國晶體企業的驕傲福晶科技
    主營產品有非線性光學晶體元器件、雷射晶體元器件、雷射光學元器件、薄膜光學元器件(CWDM、FTTx、DWDM )和雷射組件產品。在這些產品中,值得一提的是我們的非線性光學晶體,它在全世界範圍內都佔有領先地位,是福晶的驕傲。
  • 科學家製作出含32個DNA的大晶體
    過去20年來,科學家一直在尋找方法,讓人們能按要求設計複雜形狀的DNA大晶體。 哈佛大學韋斯仿生工程研究所一個科研小組最近用一種「DNA磚塊自組裝」方法,製作出含32個DNA的大晶體,具有嚴格規定的厚度和複雜的三維特徵。相關論文發表在《自然—化學》雜誌上。