与石墨烯和类石墨烯材料有关的研究方向有哪些?

白奕田

石墨烯是一种二维材料,具有极高的硬度,很好的电导率和热导率,是一种性能优良的材料;同时石墨烯独特的线性色散关系和能带的狄拉克锥结构也是研究基础物理的一个很好的平台。我们研究一种材料,总是会从不同的角度去研究它,比如生长方法、电导率、热导率、强度、高压下的性能、极低温下的性质、掺杂后的表现,光学性质等等等等,所以与石墨烯相关的研究方向也会有很多,这是由于各个领域各自独特的特色和表征角度不同造成的。

就材料角度来看,石墨烯或类石墨烯的研究方向也有很多。石墨烯是2004年发现的,至今已经研究了十多年,各个方面的成果有很多,但还是不断有很多新的不错的工作做出来。现如今对石墨烯的研究重点大多已经放在了世纪应用领域,如何有效快速生长大面积的石墨烯单晶;如何利用石墨烯优良的物理性能发挥应用上的优势。

石墨烯的出现,不仅仅是带领了研究石墨烯的热潮,更多地是开启了研究二维材料的热潮。自石墨烯出现之后,各种各样的二维材料便不断出现。世界上各个科研小组也争相做相关的研究。类似的二维材料有黑磷、锡烯、硼烯等等,还有二维过渡金属硫族化物形成的一系列材料。具体关于二维材料的分类和总结可以参看我的另一篇文章“除了石墨烯,还有哪些比较火的二维材料?”每做出一种二维材料,我们都可以从不同的角度去研究它,因此又会发展出很多研究方向。

二维材料给我们提供了研究材料中电子性质的一个很好的平台,在二维材料中发现的各种各样的有趣性质也加深了我们对基础物理的理解。尽管这样,还会有一些基本的问题尚待解决,欢迎有志向的朋友投身于相关研究。


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