天大制备出可控手性石墨烯卷
转自：天津日报
本报讯（记者 雷风雨）从天津大学获悉，日前，天津大学教授胡文平、雷圣宾、李奇峰和副教授沈永涛联合团队在国际权威期刊《自然·材料》上发表了一项重要研究成果，他们开发了一种全新的“石蜡辅助浸入法”，成功制备出具有可控手性的石墨烯卷，为二维材料的手性调控及其在自旋电子学领域的应用提供了全新思路。
作为一种经典的二维材料，石墨烯以其卓越的导电性、强度和稳定性在科学界备受关注。然而，它天然是无手性的，这使得石墨烯在自旋电子学等领域的应用受到限制。科学家们一直在探索如何将手性引入石墨烯，以发挥其更多潜力。天津大学团队的这一新技术，正是破解这一难题的关键所在。
手性是指物体与其镜像不能完全重合的特性，类似我们左右手的不同。天津大学团队研究人员采用“石蜡辅助浸入法”创新技术，成功将石墨烯卷曲成具有精确手性的卷状结构。这个过程的关键在于，通过石蜡涂层和溶剂表面张力，调控石墨烯卷曲的角度，进而精准调整其光学和电子特性。这种方法不仅高效，且能推广至其他二维材料，为大规模生产提供了可行性。
实验数据显示，团队成功制备的左旋和右旋石墨烯卷在室温下表现出惊人的自旋极化率，超过90%，远高于其他碳材料。石墨烯卷的这种手性诱导自旋选择性效应，使其在自旋电子学领域展现出独特的应用潜力。具体来说，电子沿着卷的表面移动，从而产生明显的自旋极化效应。这一发现为开发高效的自旋滤波器、自旋电子器件提供了新思路。“这项研究成果不仅为二维材料的手性调控开辟了新方法，也为量子技术和自旋电子器件的未来发展提供了新的方向。”雷圣宾教授介绍，随着技术成熟，未来这种石墨烯卷在自旋电子学、量子计算、光学器件等领域的潜力，将有可能超越传统碳材料进入更广阔的应用领域。
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