埃姆斯实验室 新的实验证实，钟形组件是石墨烯生长质量的可靠诊断
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埃姆斯实验室能源部 石墨烯和其他单原子厚度的物质是一类神奇的材料，世界各地的研究人员都在研究它们的电子特性，以便在太阳能电池、新型半导体、传感器和能量存储等多种技术中应用
将这些单层或二维材料设计成其各种潜在用途的最大挑战是需要一种逐原子的性能和均匀性，这在如此小的规模上很难实现，也很难评估
“我们试图比大自然更聪明地组装这些材料，”迈克尔·C说
特里吉德斯，美国大学的高级科学家
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能源部艾姆斯实验室和爱荷华州立大学的物理学教授，他研究生长在石墨烯、石墨和其他碳涂层表面上的二维材料和金属的独特性质
“为了做到这一点，我们迫使原子以它们通常不会的方式进行组装
该领域的主要挑战之一是可靠地生产高质量石墨烯和其他类似材料
" 特里吉德斯和艾姆斯实验室的其他科学家发现并证实了一种方法，这种方法可以作为一种简单但可靠的方法来测试石墨烯和其他二维材料的质量
它利用了表面电子衍射中非常广泛的背景，被称为钟形元件(BSC)，它与均匀图案化或“完美”石墨烯密切相关
理解这种相关性对于制造环境中二维材料的可靠质量控制具有重要意义
“这一发现挑战了传统智慧，但这一奇怪现象与高质量石墨烯之间的关联是明确无误的
在实际应用中，我们看到它扩展到其他高兴趣的二维材料，这些材料与石墨烯相似，具有相似的单层均匀性
去年，艾姆斯实验室的研究人员通过低能电子衍射(物理学中常用于研究固体材料表面晶体结构的技术)发现，宽衍射图案是可靠证明二维材料高质量的指标
这是高质量石墨烯的一个特征，本质上隐藏在背景中，在已发表的研究中被忽略了，因为它与衍射研究中普遍接受的观点正好相反——只有尖锐、明亮的衍射斑点应该存在
因为这一发现是违反直觉的，所以需要在不同的实验条件下进行进一步的研究，以了解牛血清白蛋白的来源
首先，科学家们通过高温退火或加热来生长石墨烯，并将牛血清白蛋白衍射的生长与其他公认的尖锐衍射斑点的生长进行比较
宽衍射背景的演化与更尖锐的光斑的演化密切相关，这证明了它们是相关的
其次，该小组随后尝试在石墨烯的表面和下面沉积金属原子(在这种情况下是镝)
这种被称为嵌入的沉积过程是科学家为特定功能定制二维材料的方法之一
在第二个实验中，科学家测量了插层过程中BSC的生长——当金属原子最初无序时很弱，然后随着金属原子在石墨烯和基底之间的位置咬合而增加，形成均匀的层。
因此，虽然平衡计分卡不是教科书上的衍射模式，但它的起因是教科书上的量子力学——当电子被挤压到一个单层中时，它们的波矢量必须传播，从而产生广泛的衍射模式
该研究在s
陈，男
霍恩·冯·赫根
A
泰尔，阿
卡明斯基，B
施伦克，T
斯皮利欧蒂斯，东
H
康拉德和M
C
Tringides发表在《物理化学快报》杂志上
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