近日，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所計算物理與量子材料研究部王賢龍課題組在穩定高壓合成金剛石烯研究中取得新進展。研究表明，B和N摻雜可調控其電子結構性質（半導體、金屬、超導），可降低形成能，增強金剛石烯在常溫常壓下的穩定性。相關研究成果發表在Physical Review B上。
金剛石烯是由雙層石墨烯層間形成sp3鍵構成的二維單層金剛石，兼具石墨烯和金剛石的特性，有望發展成為與石墨烯并列的一類新型二維碳材料，用于電子器件的超薄保護涂層，在納米光電器件方面具有潛在的應用價值。目前，實驗上通過在高壓下壓縮雙層石墨烯合成的金剛石烯，在撤壓后均轉變回石墨烯，較難在常溫常壓下穩定存在。
科研人員基于第一性原理方法探究了立方和六方金剛石烯不同摻雜形式的結構和性質。結果發現，摻雜能夠降低金剛石烯的形成能，促進金剛石烯的合成并提升其在常溫常壓環境下的穩定性。基于此，研究人員提出通過壓縮一層摻雜B原子另一層摻雜N原子的雙層石墨烯獲得的金剛石烯最穩定。通過壓縮N摻雜雙層石墨烯來合成金剛石烯在實驗上最易實現，這是由于此時的形成能不依賴摻雜原子的分布形式。此外，摻雜原子在不同的替代位會呈現出不同的電子結構（半導體、金屬、超導～4 K），可應用于二維電子器件領域。該工作為合成更穩定、功能更強的金剛石烯提供了新途徑。
研究工作得到國家自然科學基金的支持。本工作的所有計算在中科院超算中心合肥分中心完成。
圖1.立方（a）和六方（b）金剛石烯的結構
圖2.不同摻雜方式的形成能（壓縮雙層石墨烯合成金剛石烯）
圖3.不同摻雜構型的帶隙。單色的柱狀表示直接帶隙，有斜線的柱狀表示間接帶隙；紅色虛線和藍色虛線分別表示純的立方金剛石烯和六方金剛石烯的帶隙
近日，國際電工委員會納米電工產品與系統技術委員會（IEC/TC113）正式發布國際標準IECTS62607-6-23:2025Nanomanufacturing-Keycontrolcharacter......
中國科學院上海微系統與信息技術研究所研究員王浩敏團隊聯合上海師范大學副教授王慧山，首次在實驗中直接證實了鋸齒型石墨烯納米帶（zGNRs）的本征磁性，加深了對石墨烯磁性性質的理解，也為開發基于石墨烯的自......
富勒烯（C60）因獨特的光電、催化和潤滑性能而備受關注。但是，C60在強相互作用的金屬表面難以形成有序的聚合物結構。因此，如何捕捉到C60聚合過程中的關鍵中間體并實現可控轉化是材料合成領域的挑戰。近日......
富勒烯（C60）因獨特的光電、催化和潤滑性能而備受關注。但是，C60在強相互作用的金屬表面難以形成有序的聚合物結構。因此，如何捕捉到C60聚合過程中的關鍵中間體并實現可控轉化是材料合成領域的挑戰。近日......
近日，中國科學院蘭州化學物理研究所的科研團隊與瑞士巴塞爾大學、奧地利薩爾茨堡大學的學者攜手，在富勒烯（C60）的研究上取得了重大進展，成功揭示了富勒烯如何轉化為石墨烯（一種由單層碳原子組成的二維材料，......
智能膜與主動分離技術是膜研究的新興領域，能夠在外界刺激下實現分離性能的可逆調控。近日，清華大學深圳國際研究生院副教授蘇陽、山東理工大學副教授趙金平、大連理工大學副教授張寧等合作發現，將氧化石墨烯和石墨......
荷蘭代爾夫特理工大學科學家首次在無需外部磁場的條件下，觀測到石墨烯中的量子自旋流。這一突破性發現為自旋電子學的發展提供了關鍵支持，標志著向實現量子計算和先進存儲設備邁出了重要一步。相關成果發表于最新一......
在一項具有開創性意義的國際合作研究中，美國亞利桑那大學研究團隊展示了一種利用持續時間不到萬億分之一秒的超快光脈沖來操縱石墨烯中電子的方法。通過量子隧穿效應，他們記錄到了電子幾乎瞬間繞過物理屏障的現象，......
中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所王振洋團隊根據“3D打印結構設計-激光界面工程-跨尺度性能調控”設計思路，開發出具有高各向異性導熱比、高光熱/電熱轉換效率兼具良好疏水性和機械性能的石墨烯/聚......
廣東省科學院生態環境與土壤研究所流域水環境整治綠色技術與裝備團隊聯合美國麻省大學教授邢寶山團隊在石墨烯環境毒性機制研究領域取得重要進展。他們首次揭示腐殖酸吸附對石墨烯增強芽孢桿菌毒性的分子機制。近日，......