墨尔本大学开发出世界上首个石墨烯电流成像新技术

[据今日科学网站2017年4月26日报道] 墨尔本大学研究人员开发出二维石墨烯中电子运动成像新技术，是世界上首次研制出石墨烯电流成像新技术，有助于推动下一代电子产品的发展。

新技术能对超薄结构（仅一个原子厚度）中的电子运动行为成像，克服了现有方法对超薄材料器件中电流理解的重大局限。

墨尔本大学量子计算与通信技术中心副主任劳伦德·霍伦伯格教授说：“未来，基于超薄材料的下一代电子器件特别容易存在微小裂缝和缺陷，因而破坏电流。”

由霍伦伯格教授领导的研究团队，利用量子探针对石墨烯中的电流成像。该探针基于一个原子大小的“颜色中心”，并且只在金刚石中发现。

“如果研究人员了解了缺陷是如何影响电流的，那么将提高现有技术和新兴技术的可靠性与性能。我们对此结果非常地激动，这使得我们能揭示量子计算器件、石墨烯及其它2D材料中电流的微观行为。”

“研究人员在硅基纳米电子学原子大小制备领域已取得巨大进步，硅基纳米电子学可用于量子计算机。像石墨烯片，这些纳米电子结构基本上仅有一个原子厚度。新型传感技术的成功意味着我们有希望观察纳米电子结构中的电子运动情况，有助于我们今后了解量子计算机如何运作。”

除此之外，新技术与二维材料可用于开发下一代电子器件、能源储存（电池）、柔性显示器和生物化学传感器。

墨尔本大学量子计算与通信技术中心Jean-Philippe Tetienne博士说：“我们的技术非常强大并且实现简单，因而很多学科的研究人员和工程师可采用它。”

“在物理学中，利用运动电子的磁场是传统想法，但这是在21世纪应用的微型计算机上的新颖实现。”

基于金刚石的量子传感研究人员和石墨烯研究人员合作开发出新技术，这对于克服金刚石和石墨烯的技术问题至关重要。

墨尔本大学物理系石墨烯研究人员Nikolai Dontschuk说：“在此之前，没有人能看到石墨烯中的电流情况。”

“制作一个由石墨烯与金刚石氮-空位颜色中心相结合的器件，是非常有挑战的。但是，我们的方法是非入侵且强大的，我们不会以这种方式感应电流，从而破坏它。”

Tetienne解释了研究团队是如何利用金刚石成功对电流成像。

“我们的方法是在金刚石上照射绿色激光，并且观察到由于颜色中心对电子磁场的响应而产生的红光。”

“通过分析红光的强度，我们确定了由电流产生的磁场，并且能够对其进行成像，并看到材料缺陷的影响。”