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        利用太陽能和石墨烯應(yīng)用于立方碳化硅表面的能量
        
			
        
				2019-07-05 14:26:07
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        利用太陽能和石墨烯應(yīng)用于立方碳化硅表面的能量，瑞典林雪平大學(xué)的研究人員正致力于開發(fā)一種將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為未來可再生能源的方法。他們現(xiàn)在朝著這個目標邁出了重要的一步，報告了一種方法，可以在嚴格控制的過程中生產(chǎn)多層石墨烯。研究人員還表明，石墨烯在某些條件下可以作為超導(dǎo)體。他們的研究成果發(fā)表在科學(xué)期刊“ 碳和納米快報”上。
        

        利用太陽能和石墨烯應(yīng)用于立方碳化硅表面的能量
        

        碳，氧和氫是通過分解二氧化碳和水分子獲得的三種元素。相同的元素是用于燃料的化學(xué)物質(zhì)的構(gòu)建塊，例如乙醇和甲烷。將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為可再生燃料可以替代化石燃料，并有助于減少二氧化碳排放到大氣中。林雪平大學(xué)的高級講師孫建武正試圖找到一種方法來做到這一點。
        

        林雪平大學(xué)的研究人員之前已開發(fā)出世界領(lǐng)先的生產(chǎn)立方碳化硅的方法，該方法由硅和碳組成。立方體形式具有從太陽捕獲能量并產(chǎn)生電荷載體的能力。然而，這還不夠。石墨烯是有史以來最薄的材料之一，在該項目中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。所述材料包括單層的碳在六方晶格彼此結(jié)合的原子。石墨烯具有很高的傳導(dǎo)電流的能力，這種特性可用于太陽能轉(zhuǎn)換。它還具有幾種獨特的性質(zhì)，石墨烯的可能用途正在全世界范圍內(nèi)進行廣泛研究。
        

        近年來，研究人員試圖改進石墨烯在表面上生長的過程，以控制石墨烯的性質(zhì)。他們最近的進展在科學(xué)期刊Carbon的一篇文章中有所描述。
        

        “在碳化硅上生長一層石墨烯是相對容易的。但是生長大面積均勻石墨烯是一個更大的挑戰(zhàn)，石墨烯由多層疊層組成。我們現(xiàn)在已經(jīng)證明可以生長均勻的石墨烯林俊平大學(xué)物理，化學(xué)和生物學(xué)系的孫建武說，這種方法最多可以控制四層。
        

        多層石墨烯帶來的困難之一是當不同數(shù)量的層在不同位置生長時表面變得不均勻。當一層結(jié)束時的邊緣具有微小的納米級樓梯的形狀。平層是理想的，因此這些步驟是一個問題，特別是當步驟積聚在一個位置時，例如錯誤構(gòu)建的樓梯，其中幾個步驟已經(jīng)合并形成一個大的臺階。研究人員現(xiàn)已找到一種方法，通過在嚴格控制的溫度下生長石墨烯來消除這些大而聯(lián)合的步驟。此外，研究人員已經(jīng)證明，他們的方法可以控制石墨烯含有多少層。這是正在進行的研究項目的第一個關(guān)鍵步驟，其目標是用水和二氧化碳制造燃料。
        

        在納米快報雜志的一篇密切相關(guān)的文章中，研究人員描述了對立方碳化硅上生長的多層石墨烯的電子特性的研究。
        

        “我們發(fā)現(xiàn)多層石墨烯具有非常有前途的電性能，使得這種材料可以用作超導(dǎo)體，這種材料可以傳導(dǎo)零電阻的電流。這種特殊性質(zhì)僅在石墨烯層以特殊方式排列時產(chǎn)生。彼此，“孫建武說。
        

        理論計算預(yù)測了多層石墨烯如果層以特定方式排列，則具有超導(dǎo)特性。在這項新研究中，研究人員首次通過實驗證明了這種情況。超導(dǎo)磁體是用于醫(yī)療磁共振相機和粒子加速器的極其強大的磁體。超導(dǎo)體有許多潛在的應(yīng)用領(lǐng)域，例如零能量損失的電源線，以及漂浮在磁場上的高速列車。它們的使用目前受到無法生產(chǎn)在室溫下起作用的超導(dǎo)體的限制。目前可用的超導(dǎo)體僅在極低溫度下起作用。
        
			

			
          
        
			
        
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