| 2022年6月24日 |
“熱”石墨烯揭示了碳原子的遷移（（Nanowerk新聞）碳原子在納米材料表麵的遷移石墨烯最近是第一次測量。盡管原子移動得太快而無法用電子顯微鏡直接觀察，但是現在可以間接確定材料穩定性的影響，同時將材料在顯微鏡熱板上加熱時。 |
| 維也納大學物理學院的研究人員的研究發表在《雜誌》上碳（（“在石墨烯上的碳質量遷移屏障的間接測量”）。 |
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| 碳原子（以橙色突出顯示）在升高溫度下向空缺的石墨烯表麵遷移，與相同位置接近相同位置的掃描電子束（綠色黃色發光）競爭。（概念：Toma Susi /Uni。Vienna，圖形設計：Ella Maru Studio） |
| 碳是所有已知生活必不可少的元素，主要存在於大麻或鑽石中。在過去的幾十年中，物質科學家創造了許多新型的碳，包括富勒烯，碳納米管和石墨烯。 |
| 尤其是石墨烯是深入研究的主題，這不僅是因為其最高特性，還因為它特別適合實驗和建模。但是，不可能測量一些基本過程，包括碳原子在其表麵的運動。這種隨機遷移是擴散現象的原子來源。 |
| 擴散（來自拉丁語差異：“散布”，“散射”）是指顆粒（例如原子或氣體，液體或固體分子）的自然運動。在大氣和海洋中，這種現象可確保氧氣和鹽的均勻分布。在技術行業中，僅舉幾個例子，對於鋼生產，鋰離子電池和燃料電池至關重要。在材料科學中，固體表麵的擴散解釋了如何進行某些催化反應以及包括石墨烯在內的許多結晶材料。 |
| 表麵擴散速率通常取決於溫度：溫暖，原子遷移越快。原則上，通過測量在不同溫度下的這種速度，我們可以確定能夠描述原子從表麵上的一個地點到下一個位置的希望是多麼容易的能量屏障。 |
| 但是，如果直接成像沒有足夠長的時間，這是不可能的，對於石墨烯上的碳原子就是這種情況。因此，到目前為止，我們的理解一直依賴於計算機模擬。 |
| 這項新研究通過間接測量其效果，同時在電子顯微鏡內部的微觀熱板上加熱材料時，通過間接測量其效果來克服這一困難。 |
| 通過在偶爾踢出原子的同時可視化石墨烯的原子結構，研究人員可以確定表麵上必須移動的碳原子的速度，以解釋在升高溫度下所產生的孔的填充。 |
| 通過將電子顯微鏡，計算機模擬以及對成像過程與擴散的相互作用的理解，可以測量對能屏障的估計值。 |
| “經過仔細的分析後，我們將該值確定為0.33的電子伏特，比預期的要低一些，”負責人Andreas Postl指出。 |
| 該研究也是研究中偶然性的一個例子，因為該團隊的最初目標是衡量這種輻射損害的溫度依賴性。 |
| 高級作家托馬·蘇西（Toma Susi）總結說：“老實說，這不是我們最初要研究的內容，但是科學中的這種發現通常是通過持續追求小但出乎意料的細節而發生的。” |
