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天津大學製備出可控手性石墨烯卷
2025-02-26 10:45:37來源:天津日報編輯:趙春曉責編:王悅陽

  原標題:天大製備出可控手性石墨烯卷 ​為自旋電子學開闢新路徑

  從天津大學獲悉,日前,天津大學教授胡文平、雷聖賓、李奇峰和副教授沈永濤聯合團隊在國際權威期刊《自然·材料》上發表了一項重要研究成果,他們開發了一種全新的“石蠟輔助浸入法”,成功製備出具有可控手性的石墨烯卷,為二維材料的手性調控及其在自旋電子學領域的應用提供了全新思路。

  作為一种經典的二維材料,石墨烯以其卓越的導電性、強度和穩定性在科學界備受關注。然而,它天然是無手性的,這使得石墨烯在自旋電子學等領域的應用受到限制。科學家們一直在探索如何將手性引入石墨烯,以發揮其更多潛力。天津大學團隊的這一新技術,正是破解這一難題的關鍵所在。

  手性是指物體與其鏡像不能完全重合的特性,類似我們左右手的不同。天津大學團隊研究人員採用“石蠟輔助浸入法”創新技術,成功將石墨烯捲曲成具有精確手性的卷狀結構。這個過程的關鍵在於,通過石蠟涂層和溶劑表面張力,調控石墨烯捲曲的角度,進而精準調整其光學和電子特性。這種方法不僅高效,且能推廣至其他二維材料,為大規模生産提供了可行性。

  實驗數據顯示,團隊成功製備的左旋和右旋石墨烯卷在室溫下表現出驚人的自旋極化率,超過90%,遠高於其他碳材料。石墨烯卷的這種手性誘導自旋選擇性效應,使其在自旋電子學領域展現出獨特的應用潛力。具體來説,電子沿著卷的表面移動,從而産生明顯的自旋極化效應。這一發現為開發高效的自旋濾波器、自旋電子器件提供了新思路。“這項研究成果不僅為二維材料的手性調控開闢了新方法,也為量子技術和自旋電子器件的未來發展提供了新的方向。”雷聖賓教授介紹,隨著技術成熟,未來這種石墨烯卷在自旋電子學、量子計算、光學器件等領域的潛力,將有可能超越傳統碳材料進入更廣闊的應用領域。(記者 雷風雨)

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