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國際期刊《應用物理快報》(Applied Physics Letters)最新一期以封麵論文的形式發表了中科院沈陽自動化研究所微納米課題組利用納米操作機器人在石墨烯可控加工方麵取得的最新成果(Cutting Forces Related with Lattice Orientations of Graphene Using an Atomic Force Microscopy based Nanorobot,2012,101: 213101)。這是繼《科學通報》、《中國科學:物理學力學天文學》、Acta Physico-Chimica Sinica之後,微納米組科研成果再次獲得國內外權威期刊封麵刊載。
石墨烯(Graphene)是一種由碳原子構成的單層片狀結構的二維納米材料,它於2004年被英國科學家Geim和Novoselov首次發現,兩位科學家因此被授予2010年(nian)諾(nuo)貝(bei)爾(er)物(wu)理(li)學(xue)獎(jiang)。石(shi)墨(mo)烯(xi)具(ju)有(you)超(chao)高(gao)的(de)載(zai)流(liu)子(zi)濃(nong)度(du)和(he)電(dian)子(zi)遷(qian)移(yi)率(lv),並(bing)且(qie)電(dian)子(zi)穿(chuan)過(guo)石(shi)墨(mo)烯(xi)幾(ji)乎(hu)沒(mei)有(you)任(ren)何(he)阻(zu)力(li),能(neng)耗(hao)極(ji)少(shao),因(yin)此(ci)由(you)石(shi)墨(mo)烯(xi)加(jia)工(gong)而(er)成(cheng)的(de)納(na)米(mi)器(qi)件(jian)具(ju)備(bei)非(fei)凡(fan)的(de)性(xing)能(neng),並(bing)迅(xun)速(su)成(cheng)為(wei)當(dang)前(qian)科(ke)技(ji)界(jie)的(de)研(yan)究(jiu)熱(re)點(dian)。
youyushimoxidewulitexingyuqijihegouxingmiqiexiangguan,yincishimoxidekekongcaijianjishushituijinshimoxiqijianhuabingzourushiyonghuadejibenqianti。muqiankexuejieyijingfazhanchuleduozhongshimoxijiancaifangfa,danshizhexiefangfaduoyikaihuanmoshiweizhu,quefabiyaodexinxifankuijijingquekongzhi,zuaizhekezhongfu、kekonggaojingdushimoxijihegouxingjiagongdeshixian。zhenduigaiwenti,jiqirenxueguojiazhongdianshiyanshiweinamiketizuyujinshusuotancailiaoyanjiubukaizhanhezuoyanjiu,yitancailiaoyanjiubusuotigongdeshimoxiyangpinweijichu,kaizhanlejiyunamicaozuojiqirendeshimoxikekongjiagongyanjiu。
此次《應用物理快報》封feng麵mian顯xian示shi的de是shi利li用yong納na米mi操cao作zuo機ji器qi人ren批pi量liang化hua加jia工gong石shi墨mo烯xi器qi件jian的de示shi意yi圖tu。該gai研yan究jiu表biao明ming,由you於yu石shi墨mo烯xi晶jing格ge結jie構gou的de不bu對dui稱cheng性xing,當dang探tan針zhen沿yan著zhe不bu同tong晶jing格ge方fang向xiang(zigzag或者armchair)進jin行xing切qie割ge時shi,將jiang感gan受shou到dao不bu同tong的de切qie割ge力li,這zhe一yi發fa現xian為wei建jian立li基ji於yu納na米mi力li反fan饋kui的de石shi墨mo烯xi切qie割ge方fang法fa奠dian定ding了le基ji礎chu,同tong時shi為wei實shi現xian晶jing格ge精jing度du的de石shi墨mo烯xi裁cai剪jian提ti供gong了le可ke行xing技ji術shu途tu徑jing,並bing將jiang使shi石shi墨mo烯xi納na米mi器qi件jian批pi量liang化hua加jia工gong成cheng為wei可ke能neng,將jiang極ji大da促cu進jin納na米mi製zhi造zao的de發fa展zhan進jin程cheng。
自2009年開展此方向以來,研究團隊一直致力於納米操作機器人在石墨烯加工改性方麵的創新性研究,在石墨烯可控裝配方法、大氣環境下石墨烯原子精度觀測技術、石(shi)墨(mo)烯(xi)晶(jing)向(xiang)快(kuai)速(su)識(shi)別(bie)技(ji)術(shu)以(yi)及(ji)石(shi)墨(mo)烯(xi)缺(que)陷(xian)改(gai)性(xing)方(fang)法(fa)等(deng)方(fang)麵(mian)取(qu)得(de)了(le)一(yi)些(xie)重(zhong)要(yao)原(yuan)創(chuang)性(xing)成(cheng)果(guo),為(wei)納(na)米(mi)操(cao)作(zuo)機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)石(shi)墨(mo)烯(xi)納(na)米(mi)加(jia)工(gong)製(zhi)造(zao)領(ling)域(yu)開(kai)辟(pi)了(le)新(xin)的(de)道(dao)路(lu)。
本研究的相關成果已陸續發表在Applied Physics Letters、Journal of Applied Physics、ACTA PHYS. SIN.、SCIENCE CHINA、IEEE-NANO、3M-Nano等國際權威知名期刊和國際會議上,並申請了相關發明專利。
該研究受到了國家自然科學基金、中國科學院和機器人學國家重點實驗室的大力支持。