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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地，率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù)，率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

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【光明日?qǐng)?bào)】我國(guó)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)石墨烯原子級(jí)精準(zhǔn)“折紙”

2019-09-07 光明日?qǐng)?bào) 齊芳

【字體：大中小】

語(yǔ)音播報(bào)

掃描探針效果示意圖。中科院物理所供圖

　　石墨烯是一種被科學(xué)家寄予厚望的新型材料，探索新型低維碳納米材料及其新奇物性是當(dāng)今科技領(lǐng)域的前沿科學(xué)問(wèn)題之一。日前，中國(guó)科學(xué)院物理研究所高鴻鈞研究團(tuán)隊(duì)的陳輝等人首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)石墨烯納米結(jié)構(gòu)的原子級(jí)精準(zhǔn)的可控折疊，構(gòu)筑出一種新型的準(zhǔn)三維石墨烯納米結(jié)構(gòu)。

　　這一工作在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了原子級(jí)精準(zhǔn)控制、按需定制的石墨烯折疊，也是目前世界上最小尺寸的石墨烯折疊，成果6日發(fā)表在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上。

　　在折紙藝術(shù)家的手中，一張簡(jiǎn)單的白紙能變成活靈活現(xiàn)的動(dòng)物。對(duì)科學(xué)家而言，這意味著材料實(shí)現(xiàn)了從二維到三維的空間轉(zhuǎn)化。如今，這種折疊操縱經(jīng)常被巧妙地用在很多科學(xué)技術(shù)前沿領(lǐng)域，用來(lái)構(gòu)筑形狀與功能各異的結(jié)構(gòu)、器件甚至機(jī)器——只不過(guò)是在更微觀(guān)的尺度下進(jìn)行，例如DNA的折疊。

　　陳輝介紹，就石墨烯而言，理論預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)，在原子尺度，通過(guò)對(duì)石墨烯的彎曲折疊，可以構(gòu)筑出具有新奇電子學(xué)特性的納米結(jié)構(gòu)。然而，石墨烯彎曲結(jié)構(gòu)的電子學(xué)性質(zhì)容易受到局域的空位、增原子、邊界等缺陷結(jié)構(gòu)的影響。在單原子尺度精確地折疊石墨烯，特別是根據(jù)特殊需要沿特定方向?qū)κ┻M(jìn)行折疊，具有極大的挑戰(zhàn)性。

　　研究團(tuán)隊(duì)利用掃描探針操控技術(shù)，構(gòu)筑出一種新型的準(zhǔn)三維石墨烯納米結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由二維旋轉(zhuǎn)堆垛雙層石墨烯納米結(jié)構(gòu)與一維的類(lèi)碳納米管結(jié)構(gòu)組成?？蒲腥藛T還發(fā)現(xiàn)，通過(guò)石墨烯“納米折紙術(shù)”能夠得到的準(zhǔn)一維納米管異質(zhì)結(jié)具有不同的能帶排列方式，這意味著它還可以用來(lái)構(gòu)建其他新型的石墨烯器件。

　　有評(píng)論認(rèn)為，基于這種原子級(jí)精準(zhǔn)的“折紙術(shù)”，還可以折疊其他新型二維原子晶體材料和復(fù)雜的疊層結(jié)構(gòu)，進(jìn)而制備出功能納米結(jié)構(gòu)及其量子器件，研究其新奇物理現(xiàn)象。例如，探索魔角旋轉(zhuǎn)堆垛雙層二維原子晶體材料的超導(dǎo)電性、拓?fù)涮匦院痛判?，以及研究一維異質(zhì)結(jié)的輸運(yùn)性質(zhì)及其應(yīng)用等。該研究工作對(duì)構(gòu)筑新型量子材料和量子器件（機(jī)器）具有重要的科學(xué)與技術(shù)上的意義。

　　（原載于《光明日?qǐng)?bào)》 2019-09-07 01版）

　　掃描探針效果示意圖。中科院物理所供圖
　　石墨烯是一種被科學(xué)家寄予厚望的新型材料，探索新型低維碳納米材料及其新奇物性是當(dāng)今科技領(lǐng)域的前沿科學(xué)問(wèn)題之一。日前，中國(guó)科學(xué)院物理研究所高鴻鈞研究團(tuán)隊(duì)的陳輝等人首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)石墨烯納米結(jié)構(gòu)的原子級(jí)精準(zhǔn)的可控折疊，構(gòu)筑出一種新型的準(zhǔn)三維石墨烯納米結(jié)構(gòu)。
　　這一工作在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了原子級(jí)精準(zhǔn)控制、按需定制的石墨烯折疊，也是目前世界上最小尺寸的石墨烯折疊，成果6日發(fā)表在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上。
　　在折紙藝術(shù)家的手中，一張簡(jiǎn)單的白紙能變成活靈活現(xiàn)的動(dòng)物。對(duì)科學(xué)家而言，這意味著材料實(shí)現(xiàn)了從二維到三維的空間轉(zhuǎn)化。如今，這種折疊操縱經(jīng)常被巧妙地用在很多科學(xué)技術(shù)前沿領(lǐng)域，用來(lái)構(gòu)筑形狀與功能各異的結(jié)構(gòu)、器件甚至機(jī)器——只不過(guò)是在更微觀(guān)的尺度下進(jìn)行，例如DNA的折疊。
　　陳輝介紹，就石墨烯而言，理論預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)，在原子尺度，通過(guò)對(duì)石墨烯的彎曲折疊，可以構(gòu)筑出具有新奇電子學(xué)特性的納米結(jié)構(gòu)。然而，石墨烯彎曲結(jié)構(gòu)的電子學(xué)性質(zhì)容易受到局域的空位、增原子、邊界等缺陷結(jié)構(gòu)的影響。在單原子尺度精確地折疊石墨烯，特別是根據(jù)特殊需要沿特定方向?qū)κ┻M(jìn)行折疊，具有極大的挑戰(zhàn)性。
　　研究團(tuán)隊(duì)利用掃描探針操控技術(shù)，構(gòu)筑出一種新型的準(zhǔn)三維石墨烯納米結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由二維旋轉(zhuǎn)堆垛雙層石墨烯納米結(jié)構(gòu)與一維的類(lèi)碳納米管結(jié)構(gòu)組成?？蒲腥藛T還發(fā)現(xiàn)，通過(guò)石墨烯“納米折紙術(shù)”能夠得到的準(zhǔn)一維納米管異質(zhì)結(jié)具有不同的能帶排列方式，這意味著它還可以用來(lái)構(gòu)建其他新型的石墨烯器件。
　　有評(píng)論認(rèn)為，基于這種原子級(jí)精準(zhǔn)的“折紙術(shù)”，還可以折疊其他新型二維原子晶體材料和復(fù)雜的疊層結(jié)構(gòu)，進(jìn)而制備出功能納米結(jié)構(gòu)及其量子器件，研究其新奇物理現(xiàn)象。例如，探索魔角旋轉(zhuǎn)堆垛雙層二維原子晶體材料的超導(dǎo)電性、拓?fù)涮匦院痛判?，以及研究一維異質(zhì)結(jié)的輸運(yùn)性質(zhì)及其應(yīng)用等。該研究工作對(duì)構(gòu)筑新型量子材料和量子器件（機(jī)器）具有重要的科學(xué)與技術(shù)上的意義。
　?。ㄔd于《光明日?qǐng)?bào)》 2019-09-07 01版）

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