碳材料被認(rèn)為是一種未來材料，有的材料學(xué)家甚至認(rèn)為人類社會(huì)正在由現(xiàn)今的“硅基電子時(shí)代”邁入到未來的“碳基電子時(shí)代”，因此有關(guān)碳材料的種種發(fā)現(xiàn)都備受關(guān)注。中國科學(xué)院化學(xué)研究所研究員鄭健團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制了一種新型碳同素異形體單晶——單層聚合用碳60，這種新型碳材料具有較高的結(jié)晶度和良好的熱力學(xué)穩(wěn)定性，并具有適度的禁帶寬度，為碳材料的研究提供了全新的思路。近日，該工作成果在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)布。

制備新型碳材料一直是材料領(lǐng)域的前沿科學(xué)問題，新型碳材料的每一次發(fā)現(xiàn)都引發(fā)了材料學(xué)家的研究熱潮。“此項(xiàng)研究最大的突破在于，以碳簇代替碳原子構(gòu)筑碳材料。”鄭健介紹，此前構(gòu)筑二維材料的最小單元是單個(gè)原子，而碳簇由多個(gè)碳原子構(gòu)成，例如碳60是由60個(gè)碳原子構(gòu)成的球狀結(jié)構(gòu)。團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，以碳簇構(gòu)建二維材料有望獲得更加新奇的性能。團(tuán)隊(duì)通過5年潛心研究，最終成功制備了單層二維聚合碳60單晶，由碳60在平面上通過C-C鍵相互共價(jià)鍵合形成規(guī)則的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

研究表明，單層聚合碳60在光/電半導(dǎo)體器件、非線性光學(xué)和功能化電子器件等方面具有重要應(yīng)用前景，在超導(dǎo)、量子計(jì)算、信息及能量存儲(chǔ)、催化等領(lǐng)域也具有應(yīng)用潛力。(于忠寧)

關(guān)鍵詞： 硅基電子時(shí)代 碳基電子時(shí)代 新型碳同素異形體單晶 制備新型碳材料