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前沿科技 中科院科学家在六方氮化硼的微观结构

  原题目:前沿科技 中科院科学家正在六方氮化硼的微观布局及操纵考虑中赢得希望

  6月27日,中邦科学院科学家团队——上海微体例与音讯技巧考虑所音讯功用原料邦度中心试验室考虑职员正在《自然-通信》杂志上正在线宣布了题为《愚弄等离子体统治将氢区别到六方氮化硼夹层气泡中》(Isolating hydrogen in hexagonal boron nitride bubbles by a plasma treatment)的论文。该论文初度报道通过氢等离子体统治后的众层六方氮化硼(hBN)夹层中会拘捕氢气并酿成气泡,气泡巨细可控且具有较高的热学和化学坚固性,具有进一步操纵于微纳机电器件和储氢的潜力。

  h-BN是一种具有极高热学和化学坚固性的宽带隙二维原子晶体。与石墨烯犹如,单层h-BN具有六角蜂窝网状晶格布局和原子级平整的皮相。众层h-BN的层与层之间依附范德华力连合。上海微体例所考虑职员发觉假如将h-BN晶体置于氢气等离子体中统治,其皮相会酿成微米级巨细可控的气泡。进一步衡量发觉h-BN晶体的层间堆叠外面以AA’办法为主,这种堆叠办法具有众孔对齐的特质。氢气进入等离子体形态后会出现大方的氢原子,这些氢原子能够取胜h-BN电子云的阻滞,无损地穿透众层h-BN,并正在其层间间隔处复合成为氢气分子。因为二维h-BN能阻滞气体分子通过,氢气最终被局限正在h-BN层间间隔处并最终酿成气泡。考虑职员还发觉采用这种等离子体工艺也许告成将氢分子从氩氢羼杂气平区别到h-BN夹层中酿成气泡,以至能够从甲烷或者乙炔等碳氢化合物气体中提取区别出氢气。

  考虑职员还采用一台低温原子力显微镜对h-BN皮相气泡实行衡量,发觉原先充裕的气泡正在温度从34 K降至33 K的刹那会顿然消逝,这一塌缩/膨胀流程可随降温/升温流程一再呈现。该转折温度与氢气的液化温度点(33.18 K)相仿,也间接外懂得h-BN气泡中确为氢气。

  该考虑使命告成愚弄了h-BN的分外微观布局达成对氢元素的区别、提取及存储,同时可控的微米级气泡制备工艺也为基于二维原子晶体的微纳机电器件及力学考虑供给了全新的计划。

  该考虑使命由上海微体例所考虑员王浩敏课题组、华中科技大学传授张道礼课题组、奥地利维也纳大学传授Jannik Meyer课题组、日本邦度原料科学考虑所传授Takashi Taniguchi课题组及东南大学传授倪振华课题组团结告终。使命得到邦度中心研发方针、邦度自然科学基金面上项目、中科院先导B类和上海市自然科学基金的资助。论文的第一作家贺立为上海微体例所与华中科技大学联络造就的博士考虑生,王浩敏与张道礼为协同通信作家。

  h-BN皮相氢气气泡正在33 - 34 K温度转变中的膨胀/塌缩流程。刻度条尺寸: 3 μm

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2019-07-04 09:41


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