松山湖材料实验室轻元素团队重要成果登上《天然》杂志

科技   来源:莞讯网  义务编辑:百花残  2020-06-05 09:31:09
  松山湖材料实验室轻元素团队重要成果登上《天然》杂志
 
  5月27日,松山湖材料实验室/北京大年夜学刘开辉研究员、王恩哥院士研究团队与协作者,在顶级学术期刊《Nature》上发表了题为“Seeded growth of large single-crystal copperfoils with high-index facets”的研究论文,在国际上初次报导应用表界面调控控制成核和单核异常长大年夜技巧完成30余种晶面、A4纸尺寸单晶铜箔库的可控制备。
 
  铜是一种重要的材料,被广泛应用于电气、电子、通信、国防等关键范畴。今朝市场上的贸易用铜根本上为多晶铜,个中存在的某些缺点导致电子、声子输运效力大年夜幅降低。比拟而言,单晶铜具有单一取向,材料外部不存在晶界、缺点密度异常低,表示出优良的电学、热学和催化性能,同时电阻和交换阻抗更低,柔韧性更好,在电力传输、电子工业、柔性电子线路等范畴有广阔的市场前景。
 
  但是,以后贸易化单晶金属普通是经过过程切割块体单晶铸锭取得,本钱昂贵且尺寸小,没法精准制备出各类高指数晶面。是以,开辟大年夜尺寸、丰富指数晶面单晶铜箔的宏量制造技巧在材料迷信和工程应用上具有重要的迷信意义和技巧价值。
 
  近年来,刘开辉研究员带领的轻元素材料团队在大年夜尺寸单晶铜箔制备及相干研究取得了一系列的研究成果。应用高温退火技巧完成米级单晶Cu(111)的制备,并以其为衬底成功完成米级单晶石墨烯薄膜的超快内涵制备等。另外该团队还成功内涵分解分米级二维绝缘体氮化硼单晶薄膜,该研究成果于2019年5月在《天然》杂志发表。
 
  在前期研究基本上,刘开辉引导的轻元素材料团队,经过过程体系研究铜箔再结晶过程当中晶粒长大年夜的热力学和动力学过程,生长出一种新的退火技巧,改变了传统的工艺,从而制备出A4纸尺寸的高指数晶面单晶,晶面种类多达30余种。
 
  同时,研究团队以所制备的单晶铜箔作为“籽晶”置于大年夜尺寸贸易多晶铜箔上,经过过程特别的工艺,成功地将“籽晶”的晶向完美地复制到了多晶铜箔上,完成特定晶面大年夜尺寸单晶铜箔和单晶铜锭的定向精准制造。
 
  这一成果完成了世界上最大年夜尺寸、晶面指数最全的单晶铜箔库的可控制备,所提出的晶面指数调控机理和技巧可以进一步推行到其他金属材料的单晶制造。是以,该工尴尬刁难于单晶金属的制造及应用将产生严重年夜的影响。
 
  吴慕鸿、张志斌、徐小志、张智宏为论文合营第一作者,松山湖材料实验室/北京大年夜学刘开辉、王恩哥,南边科技大年夜学俞大年夜鹏,韩国蔚山迷信技巧院丁峰为论文通信作者。该研究成果取得了天然迷信基金委、科技部、广东省等的大年夜力支撑。
 
  据简介,轻元素材料团队作为首批入驻松山湖材料实验室的创新团队,聚焦国度严重年夜计谋需求及家当化核心技巧研发,努力于高品德单晶铜箔、单晶石墨烯、单晶六方氮化硼薄膜批量制备,结合大年夜型设备研发,生长大年夜尺寸、大年夜单晶、超干净轻元素单晶材料的范围化制备技巧,构成高品德轻元素单晶材料的临盆示范线,开辟一系列高品德轻元素单晶材料产品,配套研发一系列颠覆性先辈声光电器件,控制高质量轻元素单晶材料与器件制备的关键技巧。(来源:i东莞)

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