由石墨烯搭建而成的“金字塔”。
石墨烯通常被視為碳原子的二維結(jié)構(gòu)，只有單原子層厚度，而來自芬蘭于韋斯屈萊大學(xué)和中國(guó)臺(tái)灣的研究人員們共同發(fā)現(xiàn)了石墨烯原子能夠通過激光鍛造成三維物體。
研究人員近期提出一種新型激光寫入技術(shù)，有助于制造含石墨烯的新產(chǎn)品。其研究結(jié)果已在《納米快報(bào)》上發(fā)表。石墨烯可用于制造多種電子和光電器件，例如晶體管、光電探測(cè)器以及傳感器。研究人員表示：“未來將來會(huì)出現(xiàn)更多含有石墨烯的產(chǎn)品。”
三維架構(gòu)
石墨烯的新型三維結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的，具有與二維結(jié)構(gòu)不同的電學(xué)和光學(xué)特性。研究人員補(bǔ)充道：“光學(xué)鍛造石墨烯為制造含石墨烯產(chǎn)品的三維結(jié)構(gòu)鋪平了道路。”研究團(tuán)隊(duì)已使用激光鍛造出高60nm的石墨烯金字塔，比單層石墨烯薄膜厚大約200倍。
該研究團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)人是于韋斯屈萊大學(xué)納米科學(xué)中心的Mika Pettersson教授，他表示：“該技術(shù)被稱為光學(xué)鍛造術(shù)，因?yàn)樵摴に囶愃朴谟缅N子將金屬鍛造成三維形態(tài)。在我們的研究中，激光束則是將石墨烯鍛造成三維結(jié)構(gòu)的‘錘子’。”
Mika Pettersson認(rèn)為：“該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于快速及便捷，不需要任何其他化學(xué)產(chǎn)品或加工過程。盡管該技術(shù)操作簡(jiǎn)單，但當(dāng)我們意識(shí)到激光束能夠在石墨烯上引起如此大的變化時(shí)，我們起初非常驚訝，后來才了解到該現(xiàn)象發(fā)生的原因。”
“大吃一驚”
同樣來自納米科學(xué)中心的Pekka Koskinen博士表示：“最初所有人都很驚訝，因?yàn)槲覀兪占膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)沒有任何意義，但后來通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬，我們逐漸了解到三維形狀的真實(shí)性及其形成機(jī)制。”
芬蘭于韋斯屈萊大學(xué)納米科學(xué)中心。
結(jié)論
《納米快報(bào)》的文章總結(jié)道：“類似于石墨烯的原子薄膜材料是制造納米級(jí)器件的最后障礙。迄今為止，所有的研究一直限制于平面幾何圖形，因?yàn)槿S形態(tài)依舊難以掌控。”
正如前文所述，鐵匠使用錘子將金屬板材鍛造成三維形態(tài)，激光束也可以將石墨烯薄膜材料在納米尺度上鍛造成可控的三維架構(gòu)。其鍛造機(jī)理基于激光引起石墨烯的局部膨脹，已通過計(jì)算機(jī)模擬彈性薄板理論證明。
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