自从2003年石墨烯登上科学现场以来,二维碳材料一直在证明平坦的力量 - 应用程序范围从创建超声波麦克风到改善智能手机的热量调节。现在,科学家声称3D形式的石墨烯可以打开更多的机会。
俄克拉荷马大学科学家在杂志上发表的论文中描述的3D石墨烯状结构的最简单例子物理评论信,被称为Hyper-Honeycomb。研究人员仍在努力创建这些理论上可能的结构,他们期望超级奖励比海报的孩子更加稳定:永久性:钻石。
像钻石一样,石墨烯仅由碳原子制成(尽管天然钻石是不完美的,并且可能包含其他原子)。但是,与钻石中的碳原子不同的是,真正的石墨烯中的碳原子可以形成完全二维材料。使这种不寻常的2D材料可能的碳原子的排列看起来像是经典的蜂窝图案 - 每个碳原子都与其他三个碳原子相连,如下图所示。
石墨烯是2D材料的事实,这是整洁的,但是真正使科学界对石墨烯感到非常兴奋的事实是其非凡的特性。一个例子是,石墨烯中碳原子的蜂窝状构型导致电子(带有电流的颗粒)以奇异的方式行为。当电子从石墨烯中移动时,它们的作用就像在光速接近光速时一样。
这种奇怪行为发生的条件被称为狄拉克点 - 而且在大多数材料中根本不存在。但是它们仍然不像狄拉克循环那样罕见,即狄拉克点的3D版本 - 从未被观察到。在最近的论文中,科学家认为,超级蜜饯是科学家最终可能看到的狄拉克循环的地方。
“这是第一个显示狄拉克循环的简单系统,”主研究作者Kieran Mullen告诉Phys.org。 “狄拉克环是电子系统中尚未看到的行为。这种循环的存在将对电子流经系统的流动方式以及它们在磁场存在下的行为方式产生强大影响。”
创建超级蜂巢和相关的3D结构将具有挑战性,但是Mullen和他的同事们建议使用当前的技术。
照片:布莱恩·杰弗里(Brian Jeffery)Flickr
通过:Phys.org