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#纳米周报# 刷新单分子二极管的最高纪录
发布:lee_9124   时间:2015/8/3 12:16:40   阅读:1944 
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纳米材料一周纵览  20150725-20150731
 
纳米材料自问世以来,随着研究的深入,从零维到二位尺度的纳米材料都已被发现,已经发展成一个重要的体系,其具备优越的性能和巨大的应用潜力,得到广泛而密集的研究。富勒烯的发现者和石墨烯的发现者分别获得国际学术界的最高荣誉——诺贝尔奖,也足以证明,纳米材料在未来科学发展特别是材料科学发展中的重要地位。
 
1.刷新单分子二极管的最高纪录

(Meet the high-performance single-molecule diode)
 
 
 
来自伯克利实验室和哥伦比亚大学的一个研究小组已经创造出世界上性能最高的单分子二极管。这种利用单个对称分子、离子溶液和两个暴露面积相差较大的金电极制造出的单分子二极管,整流比超过200,性能比其前辈高出50倍。
 
对称分子的分子共振与金电极的费米能级几乎完全一致,而金电极在离子溶液中展露面积的巨大差异破坏了对称性。于是,正向电压可以产生较大的电流,而反向电压的阻碍作用也很大。
 
这项研究发表在《Nature Nanotechnology》上。
 
 
2.纳米材料助力电容器能量密度击败电池

 (Sol-gel capacitor dielectric offers record-high energy storage)
 
 
 
佐治亚理工学院的的研究人员已经开发出一种电容器介质材料,可作为新的电能存储容器,其优异的能量密度和功率密度足以媲美已有的电池。涂有混合溶胶-凝胶电容器材料的铝化聚酯膜具有较高的介电常数,可以反复轧制,还能保持很高的能量密度和韧性。同时采用纳米级的单层自组装正辛基磷酸膜作为绝缘层。
 
这是电容器在能量密度上首次超过电池,研究结果发表在《Advanced Energy Materials》上。
 
 
3.世界上第一个白色激光

(Researchers demonstrate the world's first white lasers)
 
 
 
亚利桑那州立大学的研究人员创造了一种纳米片半导体,宽度是人类头发厚度的五分之一,厚度是千分之一。这种半导体由三部分组成,分别用来产生光的三原色(红绿蓝),通过调整可以产生各种颜色的激光,包括白激光。
 
该研究的难点在于用一种半导体产生三种不用颜色的平行光,而且尺寸要极小。结果发表在《Nature Nanotechnology》上。
 
 
4. 纳米水平的“剪纸”艺术

 (Like paper, graphene twists, folds into nanoscale machines)
 
 
 
康奈尔大学的研究团队将“剪纸”艺术进行到了纳米水平。他们使用的模型是石墨烯——单原子层厚度的六边形碳原子结构、超薄但强度超强并且导电性良好。他们将10微米(头发丝大概70微米粗)厚的石墨烯薄层进行“剪裁”,就像纸那样剪裁、折叠和扭曲变形。
 
在实验中,研究人员将石墨烯平铺在水中,然后在上面添加表面活性剂,使其润滑,因为石墨烯和其他同等厚度的材料相比黏性极强。与此同时,用黄金做出“抓手”来固定石墨烯的形状,样品制备好了之后,他们借来了激光切割器,将样品切割成不同的形状,并取得了成功。此外,研究人员还进行了石墨烯铰链实验,开关铰链10000次,发现其弹性依然极佳。
 
该项研究目前尚未得到实际应用。但研究人员表明,其具有极强的艺术美感,并在生物界具备潜在的应用,比如:为研究出在生物体能高度弯曲的蛋白质马达提供了科学依据,还可以设计出放置在人类细胞或能在大脑灵活感应的纳米级设备等。该项研究成果于7月29日发表在《Nature》杂志上。
 
 
5. 超快的荧光或提高数据传输速度

 (Superfast fluorescence sets new speed record)
 
 
 
在正常的情况下,智能手机的电池以每秒数十亿次的频率给数以亿计的晶体管提供能量,通过电子的不断迁移来实现。但是,如果在芯片中用光量子替代电子传输数据呢?显然,计算机可以运行的更快。杜克大学的研究人员在一项新的研究中,使量子点发出超过900亿兆赫的光子。
 
在具体的研究中,用激光照射75纳米长的银立方,其表面的自由电子迁移使其发光,这些光反作用于自由电子。能量束缚在纳米立方体的表面称为等离子体。等离子体创造出一个强电场,电场和夹在银纳米体和金箔之间(20原子长度)的量子点相互作用,量子点反过来发出900亿兆赫的光子。
 
研究人员表明,这是科学界一直想做的事情,可以考虑为计算机“提速”了。该项研究成果与7月27日发表在《Nature Communications》上。
 


来源: 材料人网
 
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