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原標題:開辟碳材料研究新方向(引題)

我國科學家創(chuàng)制碳家族單晶新材料(主題)

中工網(wǎng)訊(工人日報-中工網(wǎng)記者于忠寧)碳材料被認為是一種未來材料,有的材料學家甚至認為人類社會正在由現(xiàn)今的“硅基電子時代”邁入到未來的“碳基電子時代”,因此有關碳材料的種種發(fā)現(xiàn)都備受關注。中國科學院化學研究所研究員鄭健團隊創(chuàng)制了一種新型碳同素異形體單晶——單層聚合用碳60,這種新型碳材料具有較高的結晶度和良好的熱力學穩(wěn)定性,并具有適度的禁帶寬度,為碳材料的研究提供了全新的思路。近日,該工作成果在國際學術期刊《自然》發(fā)布。

制備新型碳材料一直是材料領域的前沿科學問題,新型碳材料的每一次發(fā)現(xiàn)都引發(fā)了材料學家的研究熱潮。“此項研究最大的突破在于,以碳簇代替碳原子構筑碳材料。”鄭健介紹,此前構筑二維材料的最小單元是單個原子,而碳簇由多個碳原子構成,例如碳60是由60個碳原子構成的球狀結構。團隊認為,以碳簇構建二維材料有望獲得更加新奇的性能。團隊通過5年潛心研究,最終成功制備了單層二維聚合碳60單晶,由碳60在平面上通過C-C鍵相互共價鍵合形成規(guī)則的拓撲結構。

研究表明,單層聚合碳60在光/電半導體器件、非線性光學和功能化電子器件等方面具有重要應用前景,在超導、量子計算、信息及能量存儲、催化等領域也具有應用潛力。

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