最近一期的科学杂志“低碳”上，研究人员在文中探讨这种新型碳同素异形体的结构 - ，并认为它很可能发展成为促进电子产业重大进展的材料。
该计划同时也是阿拉伯联合酋长国（阿拉伯联合酋长国）政府因应2017年9月启动“第四次工业命“（Fourth Industrial Revolution）政策所需创新与未来技术的一部分。
美国核子化学家兼Alfields首席科学家Larry Burchfield说：“protomene碳同素异形体及其重要的特性，一直是具前瞻性思维的创新人员和制造商在近几十年来的愿望清单，而现在我们将真正实现这种材料“。
最终为半导体，光电，涂料和节能等领域带来了十分有利的影响力。”
Alfields说，这可能是自诺贝尔奖得主Robert F. Curl Jr.，Sir Harold W. Krotoand和Richard E. Smalley发现富勒烯（fullerenes）以来的第一个新的碳同素异形体类型，同时也是自2010年诺贝尔奖得主Andre Geim与Konstantin Novoselov发现石墨烯以来最重大的进展。
研究人员并进一步与位于阿布扎比的哈利法科技大学（Khalifa University of Science and Technology）合作，共同展开实际制造protomene的下一阶段计划。
Protomene经证实是一种极具潜力的新型直接能隙半导体。其能隙（band gap）十分接近于GaN--在室温下，GaN的能隙约为3.4eV。因此，protomene拥有与GaN类似的半导体特性，使其能够应用于具有高击穿电压的高功率和/或高频电子组件。
不过，由于氮化镓是一种二位的化合物，在其晶体生长过程中不易控制成份，而protomene则是单元素的碳同素异形体，对于缺陷的掌握度可能比的GaN更好。由于间隙幅度位于可见光谱的蓝色端附近，protomene可望在光电组件中找到新的应用，例如产生LED的蓝光或紫外光（UV），或是作为光学用的UV滤光器。
此外，以能隙的观点来看，protomene可能比碳纳米管和石墨烯更适用于许多半导体组件中。事实上，无论是金属还是半导体，目前制造碳纳米管的障碍之一就在于对其进行控制。相反地，Protomene预计将会是一种随温度变化的半导体。
探索新的同素异形体
protomene的热膨胀很可能会发生在板间的结合上。当温度升高时，从低温半导体的48原子单元结构，转变为高温金属的24原子单元结构特性，可能发生结构相变。随着相变的发生，能隙将迅速收敛，其速度甚至比在钻石和硅中的衰变和热膨胀更快得多。
因此，这种相变将提供灵敏的温度控制光学滤波器。最终并转变为protomene的高温无二聚体金属，同时还具有潜力实现温度控制光电开关等应用。
几十年来，追求新的碳同位素，已成为日益积极活跃的研究领域了。碳同素异形体具有各种结构和电子特性，促进了广泛的研究兴趣。
碳通常具有三种极具竞争力的不同轨域混成类型--sp，SP2和SP3。这可让碳原子分别以多种不同的方式相互结合。
sp3的配置产生具有绝缘特性和高刚度的三维（3D）网络，如立方体和六角形钻石。相对地，sp（线性）和sp2（平面）混成则实现灵活的结构，如卡拜石墨烯，这些结构通常具有小的电子带间能隙或甚至是金属特性。中间混成也很常见，例如富勒烯和纳米管。
protomene是一种基于结合SP2和SP3混成的全新稳定碳结构，其中24个原子中的6个能够采用完全平面的sp2的几何形状，因而能从平面中移出，而与下一个垂直堆栈晶格中的配对原子形成相对较弱的键。这种额外的键合形成将使总能量每键降低约1电子伏特，从而引起电子特性的明显改变。
编译：Susan Hong
文章来源：eMedia Asia Ltd.
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标签: 碳 GaN 石墨烯