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石墨烯由單層碳原子組成。它是透明的，比金剛石更堅(jiān)硬，比鋼更堅(jiān)固，更柔韌，并且比銅更好地導(dǎo)電。自2004年石墨烯首次被分離以來，世界各地的科學(xué)家一直在研究其性質(zhì)以及超薄材料的可能應(yīng)用。還存在具有類似有前途的應(yīng)用領(lǐng)域的其他二維材料; 然而，他們的電子結(jié)構(gòu)研究很少。

無需電氣接觸

電觸點(diǎn)通常用于表征石墨烯和其他二維材料的電子特性。然而，這些可以顯著改變材料的性質(zhì)。來自瑞士納米科學(xué)研究所和巴塞爾大學(xué)物理系的ChristianSchönenberger教授團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已開發(fā)出一種新方法，可以在不使用接觸的情況下研究這些屬性。

為此，科學(xué)家將石墨烯嵌入隔離器氮化硼中，將其置于超導(dǎo)體上并將其與微波諧振器耦合。石墨烯的電阻和量子電容都影響諧振器的品質(zhì)因數(shù)和諧振頻率。雖然這些信號非常弱，但可以使用超導(dǎo)諧振器捕獲它們。

通過比較有和沒有封裝石墨烯的諧振器的微波特性，科學(xué)家們可以確定電阻和量子電容。“這些參數(shù)對于確定石墨烯的確切性質(zhì)以及確定其應(yīng)用的限制因素非常重要，”Schönenberger集團(tuán)博士生Simon Zihlmann解釋道。

也適用于其他二維材料

在該方法的開發(fā)過程中，氮化硼包封的石墨烯用作原型材料。可以以相同的方式研究集成到其他材料中的石墨烯。此外，還可以在不使用電觸點(diǎn)的情況下表征其他二維材料; 例如，半導(dǎo)體二硫化鉬，其在太陽能電池和光學(xué)器件中具有應(yīng)用。