石墨烯再放豪言:放着那些毒药,让我来

石墨烯因其良好的导电性被广泛关注。莫斯科物理技术学院的物理学家发现,它还“多才多艺”,在检测有毒、爆炸材料上也有“独门绝技”。

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莫斯科物理技术学院(MIPT)的科学家在Physical Review B上发表了一篇文章,称石墨烯在检测爆炸、毒性以及其它有机单分子材料方面性能优异,是制备电浆子元件的理想材料。

科学家们一直都对一种叫做等离子体激元(等离激元)的准粒子感兴趣,它其实是一种等离子体震荡。在固体材料中,等离激元就是自由电子的震荡。人们最感兴趣的部分是电磁波和等离激元的表面相互作用,其中的等离激元通常来源于金属或者类金属,因为它们含有较高的自由电子密度。电浆子效应为亚波长的光聚焦提供了可能,这意味着电浆子元件的分辨率可以提高到某一点上,因此可以分辨出单个分子。这种检测方法均优于以往的光学器件。

然而,由于电阻的存在,金属等离激元的能量很快被消耗,因此,它的稳定性差,需要持续的激发。科学家试图通过使用特定微观结构的复合材料来解决这一问题,这其中就包括石墨烯。

石墨烯是碳的同素异形体,可以看做有着蜂巢状晶格的单原子层二维晶体。MIPT的两名研究生—Andre Geim 和 Konstantin Novoselov—首次剥离出石墨烯,并因此获得了诺贝尔物理学奖。石墨烯是一种有着极高的电子迁移率的半导体材料。它的电导率也格外高,因此常常用于制备石墨烯基的晶体管。

原文链接:‘Sniffer plasmons’ could detect explosives

文献链接:Self-consistent description of graphene quantum amplifier

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