凡德瓦石墨烯

由美國加州大學(xué)河濱分校（UC-Riverside）的三名工程師以及其他研究人員們組成的團(tuán)隊最近獲得了美國國家科學(xué)基金會（NSF）一筆170萬美元的經(jīng)費贊助，將致力于研究、分析以及合成一款新型態(tài)的超薄薄膜材料，以期改善個人電子產(chǎn)品、光電元件以及能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的性能。

該團(tuán)隊是由加州大學(xué) （UC）電子與電腦工程系主任兼UC Riverside材料科學(xué)與工程系創(chuàng)系主任Alexander Balandin為主導(dǎo)。其他成員還包括UC Riverside教授Roger Lake、研究教授Alexander Khitun，以及喬治亞大學(xué)（UGA）助理教授Tina Salguero。

這項研究計劃的目標(biāo)在于開發(fā)出一種稱為「凡德瓦」（van der Waals）的新型態(tài)材料，以及以這種材料建構(gòu)的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。這種超薄的材料可以僅僅由一個原子平面組成這就是所謂的「二維」材料。該計劃將深入探索在這些材料與異質(zhì)結(jié)構(gòu)上的新式電子、光學(xué)以及熱現(xiàn)象。

該研究預(yù)計將產(chǎn)生新的材料合成技術(shù)，使超薄的薄膜材料可實現(xiàn)電子開關(guān)、光檢測器、低功耗資訊處理以及直接的能量轉(zhuǎn)換等實際應(yīng)用。以這種 van der Waals 超薄薄膜材料所實現(xiàn)的新穎裝置，具有著高速與低功耗的潛力。

研究人員對于 2D 材料的興趣，主要是受到有關(guān)「石墨烯」這種終極材料研究成功的激勵。石墨烯是一種碳原子的單原子層，針對石墨烯的種種研究活動啟發(fā)研究人員更進(jìn)一步觀察其他有趣的新型態(tài)實體現(xiàn)象，以及提出更多有關(guān)石墨烯的實際應(yīng)用，包括提高智慧型手機(jī)到網(wǎng)球拍供電等各種應(yīng)用性能。

基本上，石墨烯的導(dǎo)電和熱傳導(dǎo)方式不同于一般的三維材料。以Balandin為主導(dǎo)的UC Riverside研究團(tuán)隊們發(fā)現(xiàn)石墨烯具有超高的熱導(dǎo)率。這種 2D 材料的超高熱傳導(dǎo)性能目前已在熱管理方面找到了實際應(yīng)用方式。

美國國家科學(xué)基金會資助團(tuán)隊中的每個研究人員將分別探索 van der Waals 材料的不同研究與應(yīng)用。

Balandin將進(jìn)行材料表征、制造以及奈米元件的實驗測試，Lake將為這種新材料與元件的特性進(jìn)行第一主要理論的分析與電腦模擬。Khitun負(fù)責(zé)設(shè)計基于 2D 材料與原子異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電路與系統(tǒng)。Salguero則將以化學(xué)途徑合成新材料。

（原文：New class of ultra-thin film materials — the next graphene，by Jean-Pierre Joosting）