新型石墨烯材料

轻松应对那些让 目前全世界所有的计算机 同时工作数年也计算不完 的复杂问题 。同 时 因其 中央 的库 伦 岛可 以被 当作人工 原 子 ， 晶体 管 还 可 用 来 制 造 自然 界 原 本 并 该 不 存 在 的新型 超 导材料 。 利维 和其 同事 将 这 种 超 小 型单 电子 晶 体 管 命 名 为 “ ｋｔｈＥ ” Ｓ ｅ Ｓ Ｔ 。原 因 在 于 这 项 ｃ 技 术 受 到 了一 种 名 为 蚀 刻 素 描 画 板 （ ｔ Ｅｃ ｈ Ａ Ｓ ｅ ｈ 的启发 ， 种晶体管的制 造原理 ｋｔ ） ｃ 这 也 与 其 类 似 。 在 实 验 中 ， 过 原 子 力 显 微 通 镜， 研究人 员用一种极 为尖锐 的电导探 针 就能在钛酸锶 晶体界 面上用 １２纳米厚的 ．
新 型 石 墨 烯 材 料
据美 国物理 学家组织 网报 道， 澳大利 亚悉尼科技大学 的科学家 日前 宣布 ， 他们 开 发 出 了一 种 厚 度 和 纸 相 当 、 度 比钢 还 强 高的石墨烯复合 材料 ， 这种 纳米结构 的石 墨 烯材 料 复 验 性 测 试 结 果 良好 。 望 在 汽 有 车 制造 、 空工 业 、 航 电子 以及 光 学 等领 域 引 发革命性变革。相关论 文发表在最新一期 《 应用物理学》 杂志上。 由悉 尼科 技 大学 王 国 秀 （ ） 授带 领 音 教 的这 个研 究 小 组 ， 过 合 成 法 和 热 加 工 法 通 对石墨进行 提纯和过 滤， 进而将其 制成像 纸一 样 薄 的 薄 片 。这 种 石 墨 烯 纸 （ Ｐ） Ｇ 在 微观上呈单层 六角形碳素 晶格结构 ， 具有 独特的热学 、 电学 和 机 械 性 能 。对 比实 验 显示 ， 与普 通 钢材 相 比 ， 墨烯 纸 在 重 量 上 石 要轻 ６ ， 倍 密度上小 ５到 ６ ， 倍 强度上大 ２ 倍， 抗拉强度大 ｌ 倍 ， Ｏ 抗弯刚度大 ｌ 倍 。 ３ 负责该项研究 的阿里 ・ 利萨 ・ 兰迪巴 托契说 ， 此前 还没有人用类 似的方法制 造 出有如此性能 的石 墨烯纸 ， 这种材料 与钢
规磁体相 比， 单分子磁体显然小得 多， 这就 意 味着通 过 这种 磁 体 制成 白存 储 设 备 具 有 乞 更强的数据 存储能力 。因此 ， 分子磁 体 单 的研 发具 有 显著 的商业 和 产业 价值 。 利德 尔 的研 究小 组 是 通 过 甲苯 分 子 将 这 两个铀 原 子 键 合 在 一 起 ， 使 其 表 现 出 并 单分子磁体 特性 的。利德尔称 ， 这项工 作 为 获取具 有单 分 子 磁 体特 性 的材 料 指 明 了 条新 路 ， 时它 也 为 人 们 对 铀 的认 识 提 同 供 了一 个 新 的角 度 ， 由其 实 现 的 高 性 能 计 算技术 ， 在量 子信 息处理 和 自旋 电子 学研 究领域都有广泛 的应用价值。 利德 尔 称 ， 然 这 项 研 究 使 用 的 主 要 虽 是 放 射性 较 小 的 贫 化 铀 ， 铀 的 固 有 特 性 但 仍使其面临不 少问题 ， 一步研 究人员将 下 会 把 镧 系 金 属 考 虑 在 内。 相 对 于 铀 ， 更 镧 易于控制 ， 或许是更适 合 的单分 子磁体 制 备材料。此外 ， 单分子 磁体 的奇 异磁性 只 有在低 温 下 才 能 表 现 出来 ， 何 能 让 它 们 如 在 室 温下 工作 仍是 一个 需要 攻 克 的难 题 。
相 比不 但 更 轻 、 强 、 灵 活 ， 且 还 可 回 更 更 而 收 和循 环使 用 ， 是一 种 环 境 友好 型产 品 ， 有 望在 汽车制 造 和航 空 工业 领 域 首先 获 得 应 用。与传统 的钢材 和铝材相 比， 用新 材料 制成的汽车和飞机不但 会更加省油 ， 产生 的排放 也 会 更 少 ， 时 其 运 行 成 本 也 会 更 同 加 低廉 。 据了解 ， 目前 不少飞机 和汽车制 造商 已经开 始用碳 纤 维 材料 取 代 金 属 材料 。空 客 Ａ５ ３０碳 纤 维 复 合 材 料 用 量 已 占总 重 量 的 ４ ％ ； 音 ７７机 翼 和机 身 上使 用 的 碳 ０ 波 ８ 纤 维复合 材料 超过 ５ ％ 。采用 这 种材 料 的 ０ 客 机 油耗 少 ， 排 效 果 显 著 ， 护 方 便 ， 减 维 能 够 给航 空公 司 节 省 燃 料 和维 护 费 用 ， 现 出 后立 即 引起 了 世 界 各 国 的 关 注 。被 喻 为
属材料 已经被碳 基材料取代 ， 以澳 大利 亚 为例 ， 在其采矿业 、 材料加 工和制造业 中，
新 型 单分 子磁 体
据美 国物理 学家组 织 网报道 ， 国诺 英
丁 汉 大学 的一 个 研 究 小 组制 备 出 了一 种新 化合物 ， 可大幅提 高计算机 的数据存储 能
力。相关论文发表在最新一期 《 自然 ・ 化 学》 志上。 杂 这种 新 化 合 物 的 分 子 包 含 两 个 铀 原 子， 会在低温下保持磁性 ， 具有这种特性的 分子也被称为单分子磁体 （ Ｍ 。制备出 Ｓ Ｍ） 这 种 新化 合物 的诺 丁 汉 大学 史 蒂夫 ・ 德 利 尔博士称 ， 单分子 磁体在信 息存储技 术上 有极大应 用潜力 ， 能将 目前计 算机 的存 储 能力提高成百 上千倍 。通 过这种技术将有 可能把需要若干个 大容量硬盘才能存储下 的数据装入一个小薄片中。 据了解 ， 算机 硬盘都是 由磁性 材料 计 制成 的， 据 的存 储 和读 取都 与此 相 关。 数 硬盘 的存 储 能力 与磁体 的大小 有直 接关 系 。对 于 普 通 金 属 来 说 ， 磁 性 是 一 种 以 其 整 体 形式 表 现 出来 的 平 均 效 应 ； 而单 分 子 磁体 中的每一个分子都可 以被看作是一个 超小 的磁 体 ， 都可 以用 来存储信 息。与 常
光 学精 密 机 械
文 理 学 院物理 学 和 天文 学 教 授杰 里 米 ・ 利 维 称 ， 晶 体 管 未 来 可 用 于 研 制 具 有 超 密 该 存 储 功能 的量 子 处 理器 。这种 处 理 器 将 能
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层铝酸镧“ 蚀刻” 出所需的晶体管。 据介 绍 ，ｋｔ Ｓ Ｔ是 第一 个 完 全 由氧 ＳｅｈＥ ｃ 化物制成 的单电子晶体管 ， 并且其库伦 岛 内能容纳两个 电子。经过库伦 岛的电子数 量 可 以是 ０ １或 ２ 而 不 同数 量 的 电子 将决 、 ， 定其 具有 怎样 的导 电性 能 。 利维表示 ， 这种单 电子 晶体管对 电荷 极为敏感 ， 且所使用 的氧化物材料具有 铁 电效应 ， 该晶体管还可制成 固态存储器 ， 即 便 没有外 部 电 源 ， 晶体 管 存 储 器 也 不 会 该 丢失此前存储 的信息。此外 ， 这种 晶体 管 对压力变 化也极 为敏感 ， 据这一特性 可 根 用其来制成纳米尺度 的高灵敏度压力传感 设备 。
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“ 公路上的 Ｆ ” ｌ 的梅赛德斯 奔驰 Ｓ Ｒ迈 凯 Ｌ 轮跑车也采用 了高强度碳 复合材 料 ， 最 其 高时速可达 ３４公里／ ， ，０ ３ ４ 时 ｌ０公里 内的 加速仅需 ３ ８秒 。与碳 纤 维复合 材 料相 ． 比 ， 墨烯 纸 的性能 无疑 更为 出色 。 石
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史 上 最 强激 光 器
据英 国《 新科学 家》 志报道 ， 杂 欧盟通 过 了一 项 研 究 计 划——极 光 基 础 设 施 （ Ｌ） 支持科学家建造三台可合起来使用 Ｅ Ｉ， 的激光 器 ， 中每 台 激 光 器 都 会 让 现 有 激 其 光 器 相形 见 绌 。这 三 台激 光 器 有望 于 ２ １ ０５ 年问世 ， 该计划 的成功将 会为建造更 强的
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激光器（ 其能将 “ 虚拟 ” 粒子从时空空 白处 中拉 出 ） 定基 础 。 奠 这 三 台新 激 光 器 将 于 ２ １ ０ ５年 分 别 建 在 捷 克 、 牙 利 和 罗 马 尼 亚 。每 台 激 光 器 匈 将发 出强度高达 ｌ 瓦（ ｅ ｗ ｔ １拍瓦 Ｏ拍 ｐｔ ａ ａ ｔ ＝ ０５瓦） １１ 的脉冲， 其强度是现有激光脉 冲
光 学 精 密 机 械
兰 迪 巴托 契 说 ，Ｏ年来 越 来 越 多 的金 ｌ
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碳基 材料 的应 用 正 日渐广 泛 。而 澳 大 利 亚 具有 丰 富 的 石 墨 资 源 ，