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纳米级成像技术为开发创新产品提供了途径

成像技术 光谱学 纳米成像
发布:2021-02-05 11:21:12    

Yohannes Abate教授从左至右与研究生Marquez Howard和Neda Aghamiri讨论了实验室中用于纳米级成像和光谱学的设备。图片来源:Andrew Davis Tucker / UGA

当我们考虑与未来的联系时,即向太阳能和风能的全球过渡,触觉虚拟现实或合成神经元,不乏伟大的构想。体现构想和现实之间的重要思想的材料是制造锂离子电池,光电和氢燃料电池的能力。

输入二维材料,这是创新的最新一步。由单层原子组成的二维材料(如石墨烯和磷烯)显示出具有深远潜力的新特性。这些材料具有与乐高积木一样的组合能力,可以与未来的产品建立联系,包括以更高效率的能量传输来传递电力和人员的新方法,以及在道路和天空中使用太阳能和风能车辆。

乔治亚大学研究人员领导的一项研究宣布,成功使用了一种新的纳米成像技术,这将使研究人员首次能够以纳米级的全面方式测试和鉴定这些材料。现在,有一种方法可以在很小的范围内为我们的大创意尝试新材料。

富兰克林艺术与科学学院的物理学教授Yohannes Abate,苏珊·达舍尔(Susan Dasher)和查尔斯·达舍尔(Charles Dasher)医学博士,也是该论文的主要作者。 。“这个新工具使我们能够以空前的特异性和分辨率可视化所有这些组合。”

他说:“由于我们无法用传统方法看到原子,因此我们需要发明新的工具来可视化它们。” 该高光谱成像技术使得科学家检查电特性,光学特性,并且机械性能在基波长度尺度,同时。

 

来源:佐治亚大学

高光谱成像研究得到了美国空军和国家科学基金会的资助。研究人员创造了一种将两种半导体缝合在一起的单原子厚板,类似于组装原子乐高积木,其特性是传统厚材料所不具备的。对于单原子厚的晶体,每个原子实际上都暴露在表面上,结合了原子特性,从而产生了新的特性。

Abate说:“材料科学的核心是需要了解新材料的基本特性,否则不可能利用它们的独特特性。” “这项技术使我们能够将这些材料用于许多潜在的应用程序又迈进了一步。”

这些包括各种形式的电子或发光系统应用。Abate说,迄今为止,如何同时验证单原子厚度材料的原子组成,电导率和光响应的很小变化所带来的影响一直是一个挑战。

诺贝尔物理学奖获得者理查德·费曼(Richard Feynman)最早在1960年代就想到了纳米技术,他预测,随着科学家能够选择和替换某些种类的原子,他们将能够制造出几乎任何可以想象得到的材料。

“半个多世纪后,我们还没有到那儿,但是我们在哪里,我们可以形象地看到它们,并且在这种规模上会出现新的问题,我们必须理解这些特性,这是理解大型模型的一部分在使用它们之前,先缩放材料属性。”

该论文发表在ACS Nano杂志上。

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