使用3D弯曲石墨烯保持领先地位

一组研究人员通过控制其曲率来放大 3-D 石墨烯的电特性。“我们的研究首次显示了狄拉克电子在 3-D 曲面上的超低耗散传输的守恒和退化，”该研究的主要作者 Yoichi Tanabe 说。

石墨烯是一种二维原子层材料，形状像蜂窝，具有优异的电学、化学、热学和机械性能，适用于半导体、电池和复合材料等广泛应用。

石墨烯片堆叠在一起形成石墨，构成我们铅笔中的铅。然而，将石墨烯紧紧包裹在一起意味着它会失去二维电子特性。

解决这个问题的一种方法是在纳米尺度上将具有空气填充孔的石墨烯片(如海绵)分离，并将其制成三维结构。这为实际目的放大了石墨烯的特性。

但这样做并非没有挑战。将 2-D 石墨烯转化为 3-D 石墨烯会引入晶体缺陷和许多其他问题，导致其失去理想的特性。关于曲面如何降低石墨烯的电传输特性以及这是否是石墨烯失去狄拉克费米子的原因知之甚少。

研究小组试图通过采用单个 2-D 石墨烯片并将其折叠成具有双连续和开放多孔结构的 3-D 结构来对此进行研究。

该结构的曲率半径低至 25-50 纳米，很好地保留了二维石墨烯的基本电子特性。同时，电子在 3-D 曲率上的运动增强了源自本征曲率效应的电子散射。事实上，纳米级曲率为操纵石墨烯的电子行为提供了新的自由度，以实现 3-D 石墨烯的新兴和独特的电气特性。

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