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石墨烯释疑IX

已有 4466 次阅读 2011-6-13 16:48 |个人分类:石墨烯|系统分类:论文交流| 石墨烯

Science杂志最近一期报道了IBM的科学家Yu-Ming Lin博士的论文,就是石墨烯晶体管不存在能隙,无法被“完全关闭"。实际这一问题的本质原因在于我去年发表系列博文所揭示的,石墨烯的稳定性依赖于其边界,但是人为控制获得边界能隙,实际是在人为制造石墨烯的新边界,会影响石墨烯的稳定状态(表现为形状外观等表象性质改变,有两种可能,变得更稳定,或者变得更不稳定,但是还依赖于边界,但这已经打破了石墨烯电子无限大尺度传输的说法,电磁波的传播在到达边界时会受到影响,这在前面博文中已经做过阐述),而这对于器件制备来说是不可靠的,石墨烯的光电性能是独特的,但它不是完美的。我前面系列博文探讨了石墨烯稳定性问题对于其应用的限制,也提到了石墨烯的光电性能独特优势虽然突出,但是要打折扣的。Yu-Ming Lin的老板Phaedon  Avouris 先生(我认为的工作是出色的)去年收到过我对于石墨烯稳定性讨论的英文电子邮件,还包括我对于其他问题的看法,我后来还发了我的其他论文与他交流。如同其他材料一样,石墨烯在微纳尺度下,也无法摆脱量子效应的控制,我的理论计算表明石墨烯的尺寸变大后,稳定存在的概率很小,这是一对矛盾。热力学涨落不允许二维晶体在有限温度下存在, 在有限的尺度范围内,正是边界差异化化学键的非对称量子效应抵消了热力学涨落对材料的破坏,才使得石墨烯能被制备出,可以稳定获得传统理论认为不稳定的材料。这点我在制备获得纳米材料高分散性、高比表面能的研究中,(我本人已经在技术上实现了七种纳米粉体的成功分散,也从理论上总结出了其共性,并有一些理论研究,对纳米材料懂行和研究深入的朋友,都对此很关注,因为这对于纳米材料来说是真正的难点)已有实验发现和理论解释。对于石墨烯得出的只是推论而已。这不是突然提出的观点,而是研究纳米粉体过程中得出的必然结论。实际石墨烯作为电子器件用途应当是前景一片大好,我是肯定的,没有否定过其发展,这点前面博文就讲到过。


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