新合成三維材料具有超強導電性能可替代石墨烯

圖片描繪了在砷化鎘內部高速移動的電子

　　“足球比賽需要替補，材料也一樣。”日前多個國際研究團隊先后發表論文稱，合成出一種能夠替代石墨烯的三維材料。據稱這種材料的電氣性能與石墨烯相當，且更便于生產，有望借此制造出運行速度更快的晶體管、傳感器和透明電極。

　　石墨烯可謂是材料界當紅巨星，各種美譽不絕于耳，各種應用吊足了人們的胃口。但與此同時，其獨特的單層原子結構也為原料的大規模生產和實用產品的制造設置了障礙。因此，科學家們一直在尋找一種既有石墨烯的本事又便于加工的三維材料。

　　新合成的材料名為砷化鎘，在電氣性能上可以被看作是石墨烯的3D版。由來自英國牛津大學、美國斯坦福大學直線加速器實驗室和美國伯克利國家實驗室的三組科學家分別獨立發現，相關論文發表在5月25日出版的《自然·材料》上。

　　領導此項研究的牛津大學科學家陳玉林（音譯）說，現在越來越多的人意識到石墨烯等材料在技術上的巨大潛力。這種日漸增長的興趣正在促使這一領域的快速進步，其中就包括對具有類似功能的替代材料的研究。

　　物理學家組織網6月4日（北京時間）報道稱，陳玉林的小組此前用鈉鉍化合物模仿石墨烯超強導電性能，但這種化合物的性質極不穩定，當暴露在空氣中就會變成粉末。而包括砷化鎘在內的這兩種化合物都是由論文的共同作者，中國科學院的理論物理學家方仲（音譯）和戴希（音譯）預測的。

　　石墨烯是單層碳原子結構材料，具備很多神奇的特性。其中就是其優異的導電性能：在石墨烯材料上，電子的運動速度可達到光速的1/300，遠超過電子在一般導體中的運動速度。

　　另外兩個在美國普林斯頓大學和德國德累斯頓的研究小組也一直在試圖合成砷化鎘。其中一個團隊將論文發表在5月7日出版的《自然·通訊》上，另外一個團隊將論文發表在預印本網站arXiv上。陳玉林的團隊則合成了砷化鎘樣品，并且用設在英國的磚石光源和美國伯克利國家實驗室的先進光源進行了實驗。

　　陳玉林說：“就日常使用而言，此類物質是石墨烯很好的一個替補。我們正在與理論物理學家合作，看看是否還有更多更好的材料在等著我們。此外，也可以將此次研究作為一個平臺，用來探索更多更奇特的物質形態，合成出更多有趣的物質，因為當你打開一扇門后，就會發現這扇門的后面，還有很多其他的門。”

　　總編輯圈點

　　每一種新材料的創新和改進，背后都是一個充滿想象力的故事。砷化鎘故事的關鍵詞可能是“逆襲”。這個詞用來描述從默默無聞到能力迸發的過程。盡管以替補的形象出現，不像石墨烯那樣萬眾矚目，真正的研究者更是屈指可數，甚至新聞報道都少見，但砷化鎘一些特有的電氣性質正在微電子、電力傳輸等領域引起關注。當然，替補能否變成主角，還要看性能及穩定性、制造的難度和成本等硬指標。希望這個“逆襲”故事有美好的結局。