拉伸改变石墨烯的电子特性

巴塞尔大学的研究人员表示，石墨烯的电子特性可以通过均匀拉伸材料来进行特别修改。这些结果为开发新型电子元件打开了大门。石墨烯由一个单一的层配置成六方晶格的碳原子。这种材料非常灵活，并具有出色的电子特性，使其对众多应用(尤其是电子元件)具有吸引力。

由瑞士纳米科学研究所和巴塞尔大学物理系的 Christian Schönenberger 教授领导的研究人员现在已经研究了如何通过机械拉伸来操纵材料的电子特性。为了做到这一点，他们开发了一种架子，通过它以可控的方式拉伸原子级薄的石墨烯层，同时测量其电子特性。

架子上的三明治

科学家们首先准备了一个“三明治”，在两层氮化硼之间有一层石墨烯。这堆配有电触点的层被放置在柔性基板上。

然后，研究人员使用楔子从下方向三明治的中心施加力。“这使我们能够以受控方式弯曲堆栈，并拉长整个石墨烯层，”主要作者 Lujun Wang 博士解释说。

“拉伸石墨烯使我们能够专门改变碳原子之间的距离，从而改变它们的结合能，”监督该实验的 Andreas Baumgartner 博士补充道。

研究人员首先使用光学方法校准了石墨烯的拉伸。然后他们使用电传输测量来研究石墨烯的变形如何改变电子能量。需要在负 269°C 下进行测量，才能看到能量变化。

“原子核之间的距离直接影响石墨烯中电子态的特性，”鲍姆加特纳总结了结果。“通过均匀拉伸，只有电子速度和能量可以改变。能量变化本质上是理论预测的‘标量势’，我们现在已经能够通过实验证明这一点。”

例如，这些结果可能会导致新传感器或新型晶体管的开发。此外，石墨烯作为其他二维材料的模型系统，近年来已成为世界范围内的重要研究课题。

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