墨尔本大学研究人员首次实现石墨烯中的电流成像

墨尔本大学的研究人员实现了世界上第一个将电子在二维石墨烯中移动的图像，这对下一代电子产品的发展起到了推动作用。

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　　能够实现结构中的移动的只有一个原子厚度的电子的行为的成像的能力，这项新的技术克服了现有技术方法显着的限制，这可用于理解基于超薄材料设备中的电流。

　　“基于超薄材料的下一代电子设备，包括量子计算机，将特别容易受到含有微小的裂缝和破坏电流缺陷的影响，”Lloyd Hollenberg教授说，他是墨尔本大学量子计算和通信技术中心(CQC2T)的副主任。

　　Hollenberg带领的团队采用了一种特殊的量子探针，这种探针是基于原子大小的“色彩中心”，这种结构之只在钻石中发现过，可用于石墨烯中电流的流动图像测探测。该技术可用于了解各种新技术中的电子行为。

　　“能够观察电流受到这些缺陷影响的能力，将使研究人员具有提高现有技术和新兴技术的可靠性和性能的潜力。我们对于这一研究成果十分高兴，这使我们能够揭示当前量子计算设备的微观行为，以及那些基于石墨烯和其他二维材料中的微观行为，”他说。

　　“量子计算和通信技术中心的研究人员在可用于量子计算机的硅纳米电子学原子尺度制造工艺上有了很大的进步。如石墨烯，这些纳米结构本质上是一个原子厚度。我们的新的传感技术的成功意味着我们有潜力观察电子如何在这样的结构中移动，并帮助我们未来的理解量子计算机将如何运作。”

　　除了要了解纳米电子学如何控制量子计算机，该技术也可以用于二维材料开发下一代电子、储能（电池），柔性显示器和生物化学传感器等。

　　“我们的技术是强大而实现起来相对简单，这意味着它可能是由多种学科的研究者和工程师们采用，”该研究的主要作者Jean Philippe Tetienne博士在墨尔本大学说，他也是量子计算和通信技术中心的一员。

　　“使用移动电子的磁场是物理学中一个古老的想法，但这是与二十一世纪结合起来的一种新型应用。”

　　这项工作是基于钻石的量子传感并与石墨烯研究人员之间的合作。他们互补的专业知识对于克服技术问题是至关重要的，并且该技术是金刚石和石墨烯的一种结合。

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　　“在这之前，没有人能够看在石墨烯中的电流到底发生了什么，”Nikolai Dontschuk说，他在墨尔本大学物理学院从事石墨烯的研究。

　　他说：“将石墨烯和钻石中极为敏感的氮空位颜色中心结合起来，是一项具有挑战性的工作，但我们的方法的一个重要优点是它的非侵入性和鲁棒性，我们通过另外一种方式来感应电流.”。

　　Tetienne解释他的研究团队如何能够利用钻石成功实现当前的图像。

　　他说：“我们的方法是在钻石上激发绿色激光，看到色心对电子磁场产生的红光情况.”。

　　通过分析红光的强度，我们确定了由电流产生的磁场，并能够将其成像，并从字面上看到材料缺陷的影响。

　　目前这一研究成像结果发表在近期的《科学进展》杂志上。

　　原文来源：https://phys.org/news/2017-04-world-first-images-electric-currents-graphene.html

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