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制备石墨烯基超晶格材料的新方法
发布时间:2021-12-10 02:25
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本文摘要:近日,中国科学技术大学教授谢毅课题组在石墨烯基超晶格材料的制备及应用领域获得新进展。研究人员通过利用空间限域生长的策略,首次在溶液中制备出有钒氧骨架-石墨烯超强晶格材料并表明出有大幅强化的磁热效应,研究成果在线公开发表在NatureCommunications上。 众所周知,超强晶格材料由于其类似的界面电子结构带给奇特的物理性质,近年来引发了普遍的研究兴趣。

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近日,中国科学技术大学教授谢毅课题组在石墨烯基超晶格材料的制备及应用领域获得新进展。研究人员通过利用空间限域生长的策略,首次在溶液中制备出有钒氧骨架-石墨烯超强晶格材料并表明出有大幅强化的磁热效应,研究成果在线公开发表在NatureCommunications上。  众所周知,超强晶格材料由于其类似的界面电子结构带给奇特的物理性质,近年来引发了普遍的研究兴趣。

然而传统的超强晶格材料一般来说是通过便宜的脉冲激光沉积或分子束外延生长取得,这也意味著先前的实际应用于必须经过简单的过程将所取得的超强晶格从生长衬底上移往。与此同时,近期的研究结果表明,石墨烯具备独有的双极电子特性,当与其他材料填充时,可作为电子给体或电子受体来有效地调节材料的电性能,因此石墨烯基超晶格材料由于揉合了超强晶格类似的界面性质及石墨烯独有的电子结构,有可能带给一系列传统材料不不存在的新性能。  针对上述挑战,该课题组首先明确提出了一种新的空间限域生长策略制取石墨烯基超晶格材料的方法,取得了极致堆垛的单层石墨烯-单层水解钒-单层石墨烯的超强晶格结构,解决了传统生长超强晶格材料的缺点。

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在这种石墨烯基超晶格材料中,石墨烯不仅可以作为一个独有的空间限域反应器使钒氧层沿着石墨烯面二维生长,而且可以作为电子给体,引发钒氧层结构的结构重组,减少分解低对称性钒氧骨架的分解能。  该课题组与国家实时电磁辐射实验室韦世强教授课题组合作,利用实时电磁辐射X-射线吸取精细结构序对该超强晶格的精细结构展开了详尽密切相关。结果表明,超强晶格中的钒氧层的对称性显著小于在自由空间获得的VO2(B),并造成了一级共轭互为改变的经常出现及由之产生的磁热效应,这种互为改变类似于VO2(M)-VO2(R)热力学过程中对称性由低到较低的改变。

由于超强晶格中二维的单畴结构和石墨烯层的形变起到,这个改变过程中的磁熵变值比起于VO2(M)-VO2(R)热力学的磁熵变值提升了8倍。  最重要的是,这种柔性的超强晶格纳米片材料是用低成本的溶液法制得,防止了传统超强晶格材料制取中简单的移往过程,因此适应环境于各种功能器件的装配,未来将会加快超强晶格材料的实际应用于。


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