石墨烯和其他单原子厚的物质是奇迹材料的类别，全世界研究人员都在研究其电子特性，用于在太阳能电池，新颖的半导体，传感器和能源存储等多样性中的潜在应用亚博网站下载中进行电子特性。
这些单层或2D材料在其所有潜在用途中的设计最大的挑战是需要在如此小的尺度上进行逐渐逐渐的原子完美和统一性，这可能是困难而艰苦的，并且亚博网站下载难以评估也是如此。
“在组装这些材料时，我们试图比自然更聪明，”亚博网站下载爱荷华州立大学的美国能源部AMES实验室的高级科学家Michael C. Tringides说，他调查了在石墨烯，石墨和其他碳涂层表面上生长的2D材料和金属的独特属性。亚博网站下载“为此，我们正在强迫原子以通常不会的方式组装。该领域的主要挑战之一是可靠地生产高质量的石墨烯和其他材料。”亚博网站下载
AMES实验室的Tringides和其他科学家发现并确认了一种方法，可以作为测试石墨烯和其他2D材料质量的一种简单但可靠的方法。亚博网站下载它利用表面电子衍射的非常宽的背景，称为钟形组件（BSC），该曲线与均匀图案或“完美”石墨烯密切相关。
了解相关性对制造环境中2D材料的可靠质量控制有影响。亚博网站下载
“这一发现挑战了传统的智慧，但是这种奇怪现象与高质量石墨烯之间的相关性是明确的。在实际应用中，我们看到它扩展到其他与石墨烯具有相似单层均匀性相似的其他高息2D材料，亚博网站下载“Tringides说。
去年，AMES实验室研究人员是通过低能电子衍射发现的，这是一种在物理学中通常用于研究固体材料表面的晶体结构的技术 - 广泛的衍射模式是可靠地证明2D材料高质量的指标。亚博网站下载这是高质量石墨烯基本潜伏在背景中的特征，并且在已发表的研究中被忽略了，因为它与衍射研究普遍接受的完全相反 - 只有鲜明，明亮的衍射点才能存在。Tringides说，由于这一发现是违反直觉的，因此在不同的实验条件下需要进一步研究，并了解BSC的起源。
首先，科学家通过一系列高温通过退火或加热石墨烯，并比较BSC衍射的生长以及对方的生长，这是尖锐的衍射点的增长。广泛的衍射背景的演变紧密反映了尖锐的斑点的演变，这证明了它们是相关的。其次，该组随后在表面上和石墨烯下方的金属原子（在这种情况下）进行了沉积金属原子（在这种情况下为疾病障碍）。该沉积过程称为插入，是科学家可以为特定功能定制2D材料的方式之一。亚博网站下载在第二个实验中，科学家测量了插入过程中BSC的生长 - 当金属原子最初被无序时弱，然后随着金属原子在石墨烯和底物之间的位置而迅速增加，形成均匀的层。因此，尽管BSC不是教科书的衍射模式，但其原因是教科书量子力学 - 由于电子被挤入单层，因此它们的波矢量必须扩散，从而创建宽阔的衍射模式。
该研究在论文中进一步讨论“二维材料的高层均匀性来自表面电子差异的广泛特征，表现出了惊人的表现，”亚博网站下载由S. Chen，M。HornVon Hoegen，P。A。Thiel，A。Kaminski，B。Schrunk，T。Speliotis，E。H。Conrad和M. C. Tringides撰写；并在物理化学杂志。
AMES实验室是爱荷华州立大学运营的美国能源部国家实验室。亚博老虎机网登录AMES实验室创造了创新的材料，技术和能源解决方案。亚博网站下载我们使用我们的专业知识，独特的能力和跨学科的合作来解决全球问题。
AMES实验室得到了美国能源部科学办公室的支持。亚博老虎机网登录科学办公室是美国物理科学基础亚博老虎机网登录研究的最大支持者，并且正在努力应对我们时代最紧迫的挑战。有关更多信息，请访问https://energy.gov/亚博老虎机网登录science。
