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绘制晶体图形可以加速二维材料(如石墨烯)的大规模生产过程。

来源:网络 2020-09-21 17:32:38

莱斯大学和宾夕法尼亚大学的材料科学家呼吁世界各国共同努力,加快包括石墨烯和钼酸盐在内的2D材料的大规模生产。

资料来源大学

编苏兰

在最近发表在今日材料网站上的一篇前瞻性文章中,该杂志主编楼军(音译)和他的同事呼吁共同努力,应对大规模大规模生产二维(2D)材料所面临的研究挑战。

娄军和他的同事赖斯大学、材料科学家唐明(尹明堂)、张菁(音、景章)和张菁(殷、范旺)以及宾夕法尼亚大学的维维克-谢诺伊共同阐述了2D材料技术可能发生的变化,它将通过全面、系统地绘制2D晶体的形状来实现。通过化学气相沉积()过程,可以在世界各地的实验室中获得2D晶体。

例如,自然界的雪花,2D晶体可以在不同的生长条件下表现出不同的形式,他们写道。

资料来源:msne/riceuniversity。

研究人员写道:绘制这些独特的晶体图案,并将它们编译成一个全球数据库,可以解锁大量信息。它可以用来理解、诊断和控制CVD过程和2D材料生长环境。

CVD技术通常用于制备薄膜,包括半导体工业中的重要商业材料。在典型的CVD反应中,将一种称为衬底的平面材料放置在反应室中,然后将气体引入到反应室内。气体与材料反应后,在衬底表面形成一层固体薄膜。

这项研究的目的之一是开发计算机软件,精确预测在一定条件下与特定气体反应的薄膜的特性。然而,生成这样的软件是非常复杂的,因为它需要对CVD进行时的物理和化学过程有一个完整的理解,并且CVD的反应方式是多种多样的。

卢军和他的同事建议,对CVD实验中产生的晶体模式进行编目,可以为材料科学家提供有关其合成的重要信息,这与矿物学家对自然生成的晶体结构的检验一样,可以获得有关地球历史的有价值的信息。

以美丽的雪花为例,作者写道。事实上,许多人对雪花呈现出不同的形状感到惊讶。这取决于形成雪花的温度和形成雪花的环境中的水过饱和。

日本科学家中川幸二郎(YujiroNakagawa)开发了一张名为中山地图的图表,通过对自然和实验室雪花的广泛观测,帮助破译雪花信息。通过观察雪花的形状并在中山图上找到相应的形状,科学家可以确定雪花形成的确切环境条件。中山地图被诗意地称为来自天堂的信。

楼军和他的同事在中山图的启发下,还为CVD产生的二维晶型绘制了类似中山图的图表,并展示了如何利用中山图和其他形态图来推测产生每一种模式的工艺参数,如气体流量、加热温度等。

资料来源:msne/riceuniversity。

由于实时成像和自动化系统技术的发展,可以产生大量的晶体结构。作者说:形态图有很大的发展潜力,可在未来广泛应用,成为晶体产生的基石。

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