http://www.physorg.com/news152545648.html
January 30th, 2009
(PhysOrg.com) -- Manchester 大學的研究者製造出一種突破性的新材料，graphane（石墨烷，下文皆以原文出現），那源自於石墨薄片（graphene，石墨烯）。
Graphene，那在 2004 年由該所大學發現，一種個原子厚的的結晶體，具有不尋常之高度傳導特性，那很快成為物理學與材料科學界中最熱門的主題之一。它在電子學與光子學中也揭示了一些未來的應用。
但今日（2009 1/30）由 Andre Geim 教授以及 Kostya Novoselov 博士（他們所領導的團隊在 2004 年發現了 graphene）所發表的研究指出，其用途可以更加廣大。
這是因為科學家們，來自於該校物理雨天文學系，發現石墨薄片將與其他物質反應以形成新的化合物並具有不同的特性 -- 這開啟了在電子學領域中未來的發展機會。
身為研究（發表在今日的 Science 期刊上）的一部份，Geim 教授與 Novoselov 博士，利用氫將高度導電性的石墨薄片修改為新的 2D 結晶體 -- graphane（石墨烷）。
將氫原子添加到石墨薄片的每一個碳原子中，造就出一種新材料而不會改變或損害這種構建其自身，有特色的、一個原子厚的「細鐵絲網（chicken wire，雞網）」。
但與石墨薄片的高度導電性不同，這種新材料 graphane 反而具有「絕緣」的特性。
研究者表示這些發現證明，此材料能利用化學作用來修改 -- 替未來基於石墨薄片之化學衍生物的發現打通關節。
"石墨薄片是一種優異的導體，而且透露了許多電子的應用，" Novoselov 博士說。"不管怎樣，尋求方法透過化學性質的利用以獲得其電子特性的額外控制，總是吸引人的。"（後略譯）
石墨薄片的獨特電子特性使得研究者得以製造更小、更快的電晶體。然而，在電子能譜（electronic spectra）中能隙（energy gap）的缺乏，迫使科學家為了此目的而使用較為複雜的、基於石墨薄片的結構，例如量子點接點（quantum point contacts）與量子點（quantum dots）。
Graphene 能被改成新的材料、微調其電子特性這項發現，對於未來電子裝置的發展，開啟了豐富的可能性。
Geim 教授說："現代的半導體產業利用了整個週期表：從絕緣體到半導體到金屬。"
"但，假若單一一種材料能如此改變，以致於涵括了電子應用所需的整個能譜又怎樣呢？"
"想像一個石墨薄片晶圓，所有的互連（interconnects）均以高傳導性、純淨（pristine）的石墨薄片製成，而其餘部份則進行化學性修飾以成為半導體，並作用如同電晶體。"
Manchester 研究者使純淨的石墨薄片暴露在原子化的氫（atomic hydrogen）而製造出高品質的 graphane（石墨烷）結晶體。這種方法證明了一種方法，能基於石墨薄片製造出許多超薄結晶化材料。
※ 有研究已證明，水在石墨薄片的大量製造與應用中扮演了重要角色，改天再譯出吧。相關報導：
＊ Control of Graphene's Properties by Reversible Hydrogenation: Evidence for Graphane
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/323/5914/610
D. C. Elias, R. R. Nair, T. M. G. Mohiuddin, S. V. Morozov,＊ 原子層沈積加速解決未來能源挑戰
P. Blake, M. P. Halsall, A. C. Ferrari, D. W. Boukhvalov,
M. I. Katsnelson, A. K. Geim, K. S. Novoselov
Science 30 January 2009: Vol. 323. no. 5914, pp. 610 - 613
DOI: 10.1126/science.1167130
＊ 一種在釕上生長石墨薄片的聰明方法
＊ 工程師證明石墨薄片是強度最高的材料
＊ 第一個石墨薄片 STM 能譜產生新驚奇
＊ 黃金標準：使用奈米粒子製造 3D DNA 奈米管
＊ 來自印表機的電子裝置
＊ IBM 新顯微技術 解析度比當前 MRI 高一億倍
＊ Could Graphene Replace Semiconductors?
http://www.physorg.com/news140085805.html
＊ Simulations may explain nanoparticles 'pinned' to graphene
http://www.physorg.com/news128274079.html
＊ Scientists carve functional nanoribbons using super-heated, nano-sized particles of iron
http://www.physorg.com/news136713515.html
＊ New graphene-based material clarifies graphite oxide chemistry
http://www.physorg.com/news141575932.html
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磁鎳奈米線 熱傳導節能利器
自由時報 2009-02-24
〔記者林嘉琪／台北報導〕成本低、易取得的熱電材料，有機會迎頭趕上光電材料產業！
中研院物理研究所研究員陳洋元研究團隊製作磁性鎳奈米線，運用超高技術，以電極固定這條「肉眼看不到的線」，並將之懸吊於掏空矽基板上，成功提高「熱傳導率低、導電率維持」的能源轉換效率，未來若應用於光、熱、汽車與鍋爐廢熱能轉變技術上，有助提升熱電材料效益，開展再生能源新方向。
陳洋元表示，半導體內ＩＣ晶片內的奈米線路，可使用鐵、鈷、鎳等任何物質製作，尺寸越小，越可縮小元件體積，製作成本也能降低，只是，如果小到奈米尺寸大小，卻不得不面對量子效應，產生與原來物質電、熱、磁相異等特質。於是，從微米、次微米到奈米，為克服物理特性的改變，團隊選擇普遍易取得的鎳，同時也因它具有磁性，科學家可多認識磁特質，讓研究多一個可操控變因。
陳洋元主導的二十人研究團隊，去年二月在國際專業期刊「應用物理通訊」上發表這篇鎳奈米電與熱傳導的研究成果。一年內就獲得超過一○三三次下載紀錄，當選為熱點論文。
陳洋元指著一張上有細細鎳奈米線的圖片說，這是利用電子顯微鏡放大八千倍才看得到美麗奈米世界。由於奈米線肉眼看不到，必須借助電子顯微鏡、實驗技術與電子量測儀器等，研究團隊整整花上一年時間研究，光做個模型也得等上半年。
陳洋元表示，節能減碳與再生能源議題持續加溫，熱電材料比光電在成本與材料上更具優勢，然而效率僅有光電的三分之一，研究團隊希望應用鎳奈米化，把熱傳導降低，但維持電傳導，也就是做到「把熱能存起慢慢用」，利用該物理特點，提高熱電材料的應用。
陳洋元預告，團隊下一步將進行鉍、銻等元素與合金奈米線研發，朝向「熱傳導率可以下降一倍，轉換效率就能提高一倍」目標，屆時將是更能親近民生與廣為應用的成果。
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