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石墨烯纳米结构中未配对的p电子引发的π磁性具有弱自旋轨道耦合、长自旋相干时间和长相干长度等特点，在自旋电子学和量子信息科技领域展现出重要的应用潜力。通过原子级精准设计，可调控纳米石墨烯链中自旋耦合的强度和方式，从而构筑多种磁基态。目前，纳米石墨烯的π磁性主要源于锯齿型边界等非凯库勒结构，但此类结构具有较高的化学反应活性，导致合成难度较大。2021年，研究人员通过表面在位化学反应成功合成了基于三角烯...
中国科学院科学家构筑出基于纳米石墨烯的自旋-1/2反铁磁海森堡链（图）
纳米 电子 量子
2025/3/24
石墨烯纳米结构中未配对的p电子产生的π磁性具有弱自旋轨道耦合、长自旋相干时间和相干长度等特点，在自旋电子学和量子计算中具有潜在的应用价值。原子级精准设计调控纳米石墨烯链中自旋耦合的强度和方式，能够实现多种磁基态构筑。通常，纳米石墨烯的π磁性通过锯齿型边界等非凯库勒结构产生，其反应活性高，合成难度大。2021年，基于三角烯的自旋-1反铁磁链通过表面在位化学反应方法合成。但是，由于缺乏合适的构筑单元及...
中国科学院金属研究所氧化石墨烯的电化学制备技术取得重要进展（图）
电化学 分离 二维材料
2025/3/4
氧化石墨烯（GO）是一类重要的石墨烯材料，具有多种不同于石墨烯的独特性质，是目前应用最为广泛的二维材料，在热管理、复合材料等领域已实现工业化应用，在物质分离、生物医药等领域也表现出良好的应用前景。目前，GO的批量制备主要采用化学氧化方法（如Hummers法），即通过石墨与浓硫酸、浓硝酸、高锰酸钾等强氧化剂的反应来实现GO制备。该反应迄今已有150多年的历史，由于大量强氧化剂的使用，在制备过程中存在...
2024年6月28日，上海交通大学物理与天文学院李听昕课题组、李政道研究所刘晓雪课题组在Nature上发表题为“Tunable superconductivity in electron- and hole-doped Bernal bilayer graphene”的研究论文。该项研究首次在单晶石墨烯中观测到电子掺杂情况的超导电性，这对于理解晶体石墨烯及转角石墨烯系统的超导机理，设计制备基于石墨...
在现代凝聚态物理研究中，“层”是一个重要的物理调控自由度。一个典型的代表是近20年来热门的石墨烯等范德华材料，层与电荷、自旋、能谷等自由度形成丰富的耦合和相互关联，使得材料具有层数相关的能带结构和拓扑物性。另一个典型代表是传统半导体的双层二维电子气体，层间耦合可以调控出奇异的分数量子霍尔效应和激子超流等新颖物相。尽管层的作用至关重要，系统性研究和量化层间耦合具有很大的挑战性，鲜有探索。
国家自然科学基金委员会上交史志文团队在超高质量石墨烯纳米带研究方面取得进展（图）
史志文 纳米 结构 晶体
2024/11/17
2024年4月2日，上海交通大学史志文教授团队与合作者在Nature上发表题为“Graphene nanoribbons grown in hBN stacks for high-performance electronics”的研究论文。该研究开发了一种生长石墨烯纳米带的全新方法，成功实现了超高质量石墨烯纳米带在氮化硼层间的嵌入式生长，形成“原位封装”的石墨烯纳米带结构，并演示了所生长的石墨烯纳...
中国科学院上海微系统所石墨烯量子点荧光发光机制研究获进展
石墨烯量子点 纳米材料 器件
2024/4/8
2024年4月1日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所纳米材料与器件实验室丁古巧团队在石墨烯量子点制备及荧光机制研究方面取得进展。该工作深化了关于石墨烯量子点发光机理的认知，阐释了多变量体系下机器学习辅助材料制备成果所包含物理内涵。相关研究成果以Precursor Symmetry Triggered Modulation of Fluorescence Quantum Yield in Gra...
国家自然科学基金委员会天大马雷团队在外延半导体石墨烯研究方面取得进展（图）
马雷 半导体 电子学 纳米
2024/11/18
天津大学天津纳米颗粒与纳米系统国际研究中心（简称：纳米中心）的马雷教授及其科研团队，日前在半导体石墨烯领域取得了显著进展。该团队的研究成果《碳化硅上生长的超高迁移率半导体外延石墨烯》（Ultrahigh-mobility semiconducting epitaxial graphene on silicon carbide），成功地攻克了长期以来阻碍石墨烯电子学发展的关键技术难题，打开了石墨烯带...
本发明公开了一种基于掺硫石墨烯的镉铅电化学检测方法，该方法中涉及的电化学传感器是由多硫化物/石墨烯‑Nafion修饰的工作电极、Ag/AgCl参比电极、Pt丝对电极、电解池及电化学工作站组成，电化学技术：差示脉冲阳极溶出伏安法。该传感器对镉离子的检测范围为2.0‑300μgL‑1，对铅离子的检测范围为1.0‑300μgL‑1；检出限分别为...
英国研究表明光可以加速质子在石墨烯中的传输
光 质子 石墨烯 加速传输
2024/1/15
英国曼彻斯特大学国家石墨烯研究所的科研人员发现了一种利用光加速石墨烯质子传输的方法，可能会改变氢气产生方式。相关研究结果发表在《自然通讯》上。
中华人民共和国科学技术部英国研究表明光可以加速质子在石墨烯中的传输
质子 传输 太阳能 电子
2024/9/6
英国曼彻斯特大学国家石墨烯研究所的科研人员发现了一种利用光加速石墨烯质子传输的方法，可能会改变氢气产生方式。相关研究结果发表在《自然通讯》上。质子传输是许多可再生能源技术的关键步骤，例如氢燃料电池和太阳能水分解。曼彻斯特大学科研人员已证明石墨烯对质子具有渗透性。
中国科学院物理研究所石墨烯中拓扑声子的直接观测（图）
石墨烯 拓扑声子 电子系统
2023/10/26
2023年来，拓扑的概念从电子系统被推广到了玻色子系统。其中声子（晶格集体振动的能量量子）作为一种准玻色子，对材料的电学、热学和光学等性质有重要的影响。拓扑理论在声子中的应用演生出了新奇的拓扑量子态，可能在声子无损传输中具有潜在的应用。虽然近几年拓扑声子的理论计算研究蓬勃发展，但实验测量却非常具有挑战性。首先，声子对外界电磁场不敏感，很难用宏观输运的方法进行表征，因此当前主要是通过测量声子色散来研...
近日，上海科技大学物质科学与技术学院于平课题组与上海交通大学王世勇课题组及西班牙Donostia国际物理学中心的Ricardo Ortiz博士和Thomas Frederiksen教授合作，首次发现了分子轨道对称性对开壳纳米石墨烯磁耦合强度的影响，该研究以“Orbital-symmetry effects on magnetic exchange in open-shell nanographen...