science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Computersimulaties suggereren dat graphynes zelfs nuttiger kan zijn dan grafeen

Het koolstofrooster in deze 6, 6, 12-graphyne heeft een rechthoekige symmetrie, in tegenstelling tot de hexagonale symmetrie van grafeen. Afbeelding:D. Malko et al., Fys. ds. Lett. (2012)

(PhysOrg.com) -- De afgelopen jaren is er een virtuele explosie geweest in de hoeveelheid onderzoek naar grafeen en als gevolg daarvan is er een bijna constante stroom nieuws geweest met betrekking tot nieuwe ontdekkingen met betrekking tot de eigenschappen ervan. Nu blijkt, grafeen staat op het punt te worden overvleugeld door een interessantere neef genaamd grafiene. grafeen, zoals bijna iedereen inmiddels wel weet, is een enkele laag koolstofatomen gerangschikt in een hexagonaal of kippengaaspatroon. Graphyn is ook een enkele laag koolstofatomen, maar het komt in verschillende soorten patronen, wat het waarschijnlijk veelzijdiger maakt. Nu zijn er nieuwe computersimulaties met betrekking tot de eigenschappen gedaan door een team van onderzoekers in Duitsland, wie meldt zich Fysieke beoordelingsbrieven , dat hun onderzoek aantoont dat sommige soorten grafeenstructuren de elektronenstroom in slechts één richting mogelijk maken.

Greafeen, het is opgemerkt, heeft geleidingselektronen waarvan de energieën recht evenredig zijn met hun momentum. Er is ook opgemerkt dat wanneer hun energieniveaus in drie dimensies worden uitgezet, ze nemen de vorm aan van een Dirac-kegel. Door deze unieke relatie de geleidingselektronen gedragen zich alsof ze massaloos zijn, waardoor ze met zeer dicht bij de lichtsnelheid kunnen reizen, een zeer nuttige eigenschap bij het verbeteren van zaken als de huidige transistortechnologie.

In tegenstelling tot grafeen, die enkele of dubbele bindingen heeft, graphyne kan dubbele of driedubbele bindingen hebben, en het is niet beperkt tot alleen een zeshoekig patroon. Inderdaad lijkt het aantal patronen dat het kan bestaan ​​bijna onbeperkt.

In dit nieuwe onderzoek het team keek met hun computersimulatie naar drie soorten grafietpatronen en ontdekte dat ze allemaal in staat waren om een ​​Dirac-kegel te produceren, zij het in een iets andere vorm; maar misschien wel het belangrijkste, een van hen noemde 6, 6, 12-grafiet, die bestaat als een patroon van rechthoeken, zouden elektronen in slechts één richting moeten laten reizen. Daarom, zeggen de onderzoekers, materialen kunnen worden gemaakt die geen "doteringsmiddel" of nankoolstofatomen nodig hebben om een ​​bron voor de elektronen te vormen, zoals het geval is met grafeen.

Ondanks het feit dat er maar heel kleine stukjes grafie zijn gemaakt, onderzoekers zijn enthousiast over dit onderzoek omdat het heeft aangetoond dat er veel soorten grafietpatronen bestaan ​​die een Dirac-kegel kunnen produceren, wat betekent dat veel andere materialen dit ook kunnen.

© 2011 PhysOrg.com