我今天與大家分享石墨烯方面的進展情況。英國曼徹斯特大學科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫因石墨烯材料獲2010年諾貝爾物理學獎。全世界有上萬家公司與石墨烯相關，目前我們能做的都是挑最簡單的做，但都沒有把石墨烯本真的性質發(fā)揮出來，石墨烯就是二維原子材料，這個材料做大了太難。
石墨烯材料是非常好的材料，搞物理是越簡單越完美。實驗證明是一個非常理想的材料，甚至有人說石墨烯能取代硅。但石墨烯不是萬金油，有一個先天不足的條件，比如半導體電子器件要求穩(wěn)定，開和關的比率越高越好，這是石墨烯的致命弱點。
石墨烯是怎么被發(fā)現(xiàn)的？是用膠帶去撕鉛筆芯，膠帶撕一次鉛筆芯后，再用新膠帶撕用過的膠帶，這樣一個分成兩個，兩個分成四個，一直持續(xù)，最終得到一整張單成原子單晶。我們到今天為止還沒有其他方法制備單晶，石墨烯單晶現(xiàn)在為止是巨大的挑戰(zhàn)。針對這一問題，我在北大的團隊在石墨烯單晶的生長方面取得巨大的進展。
今年8月8號，我們在專業(yè)領域刊物《Nature》雜志在發(fā)表的一篇文章。在1000度的情況下通過甲烷分解得到晶體，得到的形狀有特點：每個都很小、密度很高，都像一個規(guī)則的六角星。我的學生比較好奇，他說反面跟相接背面什么樣子，就拿顯微鏡去看，發(fā)現(xiàn)密度非常低、數(shù)目很小，但個頭很大，兩個生長速度完全不一樣，在反面生長速度是背面生長速度的150倍，是兩個量級以上。在我們的工作之前所有的生長記錄都總結出來，獲得石墨烯生長速度本質的原因?，F(xiàn)在競爭很激烈，有大面積完美的石墨烯單晶，可以做很多的事情。
企業(yè)有一個好處，不用發(fā)表文章。日本人真正管用的東西是不發(fā)表的，真正發(fā)表的是要克服問題讓全世界力量去把它搞清楚，或者是基本上沒有什么價值的。但是，國內的評價體系要求我們年輕人發(fā)表文章，在Nature、Science這樣高影響力雜志發(fā)文章，這個事情我們在往前推進。
下面給大家介紹一下我們測一層原子石墨烯的性質，東西硬不硬。塑料很難弄斷，這是我們生活中一個現(xiàn)象，應變有好處有壞處，用一個軸承，在應變也能夠帶來好的效果，應變硅，有應變存在的可以跑的更快，這個處理器就是基于這么一個技術，應變硅這么一個器件，載流子跑的很快，用好是一個非常好的物理參數(shù)，來挑很多的物理性質。
一般我們材料化銅，形變量是0.5%，用點力就斷了，到了納米這個材料變的越強了，尤其是像石墨烯搞斷搞破是很難的，這是我們的團隊一直研究這些，應變對物理性質材料一個研究工作，基于這個基礎上做了曾石墨烯的力學性質的研究。一層原子晶體，我們剛剛發(fā)展的定點可搬運的轉移的方法，可以把石墨烯搬到需要的地方去，可以放兩層用物理的方法來測一層石墨烯的強度，兩層、三層進行研究。
這是一個例子，這個地圖挖了一些孔，把石墨烯經(jīng)過搬一層石墨烯過來，這個孔弄破以后看是不一樣的，可以用顯微鏡看到。
這是我們的整個的工藝流程，我們通過微納加工手段，加工一系列的孔洞。通過一層轉移過來。這是另外一個我們的區(qū)域，蓋了一層石墨烯，這個孔是孔是5微米，我們用原子顯微鏡，利用AFM的針尖，下去多少深是形變量會知道，通過參數(shù)的推言，知道這個東西多強，什么時候斷裂。這個是我們的用反復的用針尖壓石墨烯，壓破這樣的情況。每一個線都很難的，首先搬運一層晶體，然后轉移，然后測量，可以看到每個事件，經(jīng)過一系列的實驗證明，這個石墨烯現(xiàn)代材料當中最強的。我們的鋼鐵楊氏模量是0.2個T PA，我們的石墨烯超過1個T PA的。
我們團隊去年到今年在石墨烯的大單晶的生長取得了非常重要的突破，我們可以制備出非常出石墨烯單晶，這是我們的一切機緣巧合取得的一些突破，我們做物理有一些發(fā)展方法，研究物理性質，研究器件特性，能夠去發(fā)現(xiàn)一些新的現(xiàn)象效應，我們發(fā)展了精確可控的操控石墨烯單晶的方法，一層兩層的參雜物理性質，包括力學、光學性質，這都是我們搞物理研究最期待的，謝謝大家。
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