新型石墨烯材料

光学精密机械　文理学院物理学和天文学教授杰里米・利　维称，该晶体管未来可用于研制具有超密　存储功能的量子处理器。这种处理器将能　一２０１　１年第２期（总第１２１期）　层铝酸镧“蚀刻”出所需的晶体管。　据介绍，ＳｋｅｔｃｈＳＥＴ是第一个完全由氧　化物制成的单电子晶体管，并且其库伦岛　内能容纳两个电子。经过库伦岛的电子数　量可以是０、１或２，而不同数量的电子将决　定其具有怎样的导电性能。　利维表示，这种单电子晶体管对电荷　极为敏感，且所使用的氧化物材料具有铁　轻松应对那些让目前全世界所有的计算机　同时工作数年也计算不完的复杂问题。同　时因其的库伦岛可以被当作人工原　子，该晶体管还可用来制造自然界原本并　不存在的新型超导材料。　利维和其同事将这种超小型单电子晶　电效应，该晶体管还可制成固态存储器，即　体管命名为“ＳｋｅｔｃｈＳＥＴ”。原因在于这项　便没有外部电源，该晶体管存储器也不会　技术受到了一种名为蚀刻素描画板（Ｅｔｃｈ　丢失此前存储的信息。此外，这种晶体管　Ａ　Ｓｋｅｔｃｈ）的启发，这种晶体管的制造原理　对压力变化也极为敏感，根据这一特性可　也与其类似。在实验中，通过原子力显微　用其来制成纳米尺度的高灵敏度压力传感　镜，研究人员用一种极为尖锐的电导探针　设备。　就能在钛酸锶晶体界面上用１．２纳米厚的　新型石墨烯材料　据美国物理学家组织网报道，澳大利　相比不但更轻、更强、更灵活，而且还可回　亚悉尼科技大学的科学家日前宣布，他们　收和循环使用，是一种环境友好型产品，有　开发出了一种厚度和纸相当、强度比钢还　望在汽车制造和航空工业领域首先获得应　高的石墨烯复合材料，这种纳米结构的石　用。与传统的钢材和铝材相比，用新材料　墨烯材料复验性测试结果良好。有望在汽　制成的汽车和飞机不但会更加省油，产生　车制造、航空工业、电子以及光学等领域引　的排放也会更少，同时其运行成本也会更　发性变革。相关论文发表在最新一期　加低廉。　《应用物理学》杂志上。　据了解，目前不少飞机和汽车制造商　由悉尼科技大学王国秀（音）教授带领　已经开始用碳纤维材料取代金属材料。空　的这个研究小组，通过合成法和热加工法　客Ａ３５０碳纤维复合材料用量已占总重量　对石墨进行提纯和过滤，进而将其制成像　的４０％；波音７８７机翼和机身上使用的碳　纸一样薄的薄片。这种石墨烯纸（ＧＰ）在　纤维复合材料超过５０％。采用这种材料的　微观上呈单层六角形碳素晶格结构，具有　客机油耗少，减排效果显著，维护方便，能　独特的热学、电学和机械性能。对比实验　够给航空公司节省燃料和维护费用，出现　显示，与普通钢材相比，石墨烯纸在重量上　后立即引起了世界各国的关注。被喻为　要轻６倍，密度上小５到６倍，强度上大２　“公路上的Ｆｌ”的梅赛德斯奔驰ＳＬＲ迈凯　倍，抗拉强度大ｌＯ倍，抗弯刚度大ｌ３倍。　轮跑车也采用了高强度碳复合材料，其最　负责该项研究的阿里・利萨・兰迪巴　高时速可达３３４公里／４，时，ｌ００公里内的　托契说，此前还没有人用类似的方法制造　加速仅需３．８秒。与碳纤维复合材料相　出有如此性能的石墨烯纸，这种材料与钢　比，石墨烯纸的性能无疑更为出色。　・７・　光学精密机械　２０１　１年第２期（总第１２１期）　兰迪巴托契说，ｌＯ年来越来越多的金　碳基材料的应用正日渐广泛。而澳大利亚　属材料已经被碳基材料取代，以澳大利亚　具有丰富的石墨资源，为石墨烯材料的大　为例，在其采矿业、材料加工和制造业中，　规模生产和开发提供了便利。　新型单分子磁体　据美国物理学家组织网报道，英国诺　规磁体相比，单分子磁体显然小得多，这就　丁汉大学的一个研究小组制备出了一种新　意味着通过这种磁成白乞存储设备具有　化合物，可大幅提高计算机的数据存储能　更强的数据存储能力。因此，单分子磁体　力。相关论文发表在最新一期《自然・化　的研发具有显著的商业和产业价值。　学》杂志上。　利德尔的研究小组是通过甲苯分子将　这种新化合物的分子包含两个铀原　这两个铀原子键合在一起，并使其表现出　子，会在低温下保持磁性，具有这种特性的　单分子磁体特性的。利德尔称，这项工作　分子也被称为单分子磁体（ＳＭＭ）。制备出　为获取具有单分子磁体特性的材料指明了　这种新化合物的诺丁汉大学史蒂夫・利德　一条新路，同时它也为人们对铀的认识提　尔博士称，单分子磁体在信息存储技术上　供了一个新的角度，由其实现的高性能计　有极大应用潜力，能将目前计算机的存储　算技术，在量子信息处理和自旋电子学研　能力提高成百上千倍。通过这种技术将有　究领域都有广泛的应用价值。　可能把需要若干个大容量硬盘才能存储下　利德尔称，虽然这项研究使用的主要　的数据装入一个小薄片中。　是放射性较小的贫化铀，但铀的固有特性　据了解，计算机硬盘都是由磁性材料　仍使其面临不少问题，下一步研究人员将　制成的，数据的存储和读取都与此相关。　会把镧系金属考虑在内。相对于铀，镧更　硬盘的存储能力与磁体的大小有直接关　易于控制，或许是更适合的单分子磁　系。对于普通金属来说，其磁性是一种以　备材料。此外，单分子磁体的奇异磁性只　整体形式表现出来的平均效应；而单分子　有在低温下才能表现出来，如何能让它们　磁体中的每一个分子都可以被看作是一个　在室温下工作仍是一个需要攻克的难题。　超小的磁体，都可以用来存储信息。与常　史上最强激光器　据英国《新科学家》杂志报道，欧盟通　激光器（其能将“虚拟”粒子从时空空白处　过了一项研究计划——极光基础设施　中拉出）奠定基础。　（ＥＬＩ），支持科学家建造三台可合起来使用　这三台新激光器将于２０１５年分别建　的激光器，其中每台激光器都会让现有激　在捷克、匈牙利和罗马尼亚。每台激光器　光器相形见绌。这三台激光器有望于２０１５　将发出强度高达ｌＯ拍瓦（ｐｅｔａｗａｔｔ　１拍瓦　年问世，该计划的成功将会为建造更强的　＝１０１５瓦）的脉冲，其强度是现有激光脉冲　・８・