Nature系列4篇连发,石墨烯终归于物理?
未央 2020-09-15

最近,我们报道了Nature杂志上加州大学洛杉矶分校Chee Wei Wong、段镶锋、姚佰承、黄书伟团队通过构建石墨烯-氮化硅异质结实现了谐振腔的色散操控,展示了石墨烯-氮化硅光频率梳的腔内栅极可调谐性。

 

同时,Nature系列的另外2个顶级期刊Nature Nanotechnology、Nature Physics同时还发表了3篇石墨烯文章,都是关于物理或生物物理领域的应用。石墨烯始于物理,盛于材料化学,如今是要终归于物理了么?

 

1. 石墨烯-氮化硅异质结谐振腔:光频率梳的腔内栅极可调谐性

 

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第一作者:姚佰承, 黄书伟, 刘渊, Abhinav Kumar Vinod.

通讯作者:Chee Wei Wong, 段镶锋, 姚佰承,黄书伟

通讯单位:加州大学洛杉矶分校(美国)、电子科技大学


研究亮点:

1. 通过谐构建单晶石墨烯-氮化硅异质结,实现了光频梳的大范围可调。

2. 展示了丰富的多孤子态输出。

 

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Baicheng Yao, Shu-Wei Huang, YuanLiu,Abhinav Kumar Vinod, Xiangfeng Duan, Chee Wei Wong et al.Gate-tunablefrequency combs in graphene–nitride microresonators. Nature 2018.

 

2. 石墨烯构建辐热测量计:更廉价、更灵敏、更快速、更大工作温度范围。

 

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第一作者:Dmitri K. Efetov

通讯作者:Dmitri K. Efetov

通讯单位:巴塞罗那科技学院

 

研究亮点:

1. 以具有优异热传导性的石墨烯作为传感器材料,实现了具有超快速热弛豫性能和皮秒级响应速度的纳米腔耦合石墨烯辐热测量计,具有廉价、超高速测量、灵敏度以数量级提高等优势。

加热石墨烯形成自由电子,由于自由电子热容量极低,使得温度变化放大。热驰豫时间<35ps。

2. 新型石墨烯辐热测量计首次解决了传统辐热测量计必须在超低温度下使用的局限,可以在较大温度范围内工作。


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Dmitri K. Efetov et al. Fast thermalrelaxation in cavity-coupled graphene bolometers with a Johnson noise read-out.Nature Nanotechnology  2018.

 

3. 石墨烯调节神经元通讯:大脑刺激

 

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第一作者:Niccolò PaoloPampaloni, Martin Lottner

通讯作者:Josè AntonioGarrido, Laura Ballerini, Denis Scaini

通讯单位:SISSA

 

研究亮点:

1. 利用单层石墨烯增强细胞膜离子电流,实现了神经元通讯的调制。

单层石墨烯沉积到绝缘基底上时,石墨烯-离子相互作用被放大,离子迁移率降低,相当于石墨烯能够捕获其表面周围的离子,从而激活神经元通讯。

 

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Niccolò Paolo Pampaloni, Martin Lottner,Josè Antonio Garrido, Laura Ballerini, Denis Scaini et al. Single-layergraphene modulates neuronal communication and augments membrane ion currents. NatureNanotechnology  2018.

 

4. 石墨烯量子霍尔反铁磁体:长距离自旋输运

 

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第一作者:Petr Stepanov,Shi Che

通讯作者:Chun Ning Lau,Roger K. Lake, Yafis Barlas, Allan H. MacDonald

通讯单位:加州大学河滨分校,德州大学奥斯丁分校

 

研究亮点:

1. 在实验上发现,自旋流在石墨烯上可能实现无损耗输运,输运距离可达到5 μm之长。

   证实了石墨烯在量子霍尔区域可以作为有力的模型体系用于反铁磁自旋电子学的基础研究。

 

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Petr Stepanov, Shi Che, Roger K. Lake,Yafis Barlas, Allan H. MacDonald, Chun Ning Lau et al. Long-distance spintransport through a graphene quantum Hall antiferromagnet. Nature Physics 2018.

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