石墨烯是一種二維神奇材料，自 2004 年首次從石墨中分離出來(lái)以來(lái)，已被廣泛應(yīng)用于能源、技術(shù)、建筑等領(lǐng)域。據(jù)計(jì)算，石墨烯的耐磨性是鋼的 200 倍，比鋁輕 5 倍。石墨烯聽(tīng)起來(lái)似乎很完美，但實(shí)際上并非如此。這種二維同素異形體的孤立樣品并不是完全平整的，其表面呈波紋狀。

石墨烯還可能存在結(jié)構(gòu)缺陷，在某些情況下，這些缺陷會(huì)對(duì)其功能造成損害，而在其他情況下，這些缺陷對(duì)其所選擇的應(yīng)用至關(guān)重要。這意味著，通過(guò)控制缺陷的實(shí)施，可以對(duì)石墨烯二維晶體的理想特性進(jìn)行微調(diào)。

在《歐洲物理雜志 D》（EPJ D）發(fā)表的一篇新論文中，塞爾維亞貝爾格萊德大學(xué)溫查核科學(xué)研究所的米利沃耶-哈季約伊奇和馬爾科-喬西奇研究了光子穿過(guò)石墨烯時(shí)的彩虹散射，以及它如何揭示這種神奇材料的結(jié)構(gòu)和缺陷。

雖然還有其他研究石墨烯瑕疵的方法，但這些方法都有缺點(diǎn)。例如，拉曼光譜無(wú)法區(qū)分某些缺陷類(lèi)型，而高分辨率透射電子顯微鏡能以出色的分辨率表征晶體結(jié)構(gòu)缺陷，但其使用的高能電子會(huì)使晶格退化。

"彩虹效應(yīng)在自然界中并不罕見(jiàn)。在原子和分子散射中也發(fā)現(xiàn)了彩虹效應(yīng)。它是在薄晶體的離子散射實(shí)驗(yàn)中被探測(cè)到的。我們從理論上研究了低能質(zhì)子在石墨烯上的散射，證明彩虹效應(yīng)也發(fā)生在這一過(guò)程中，"Had?ijoji? 說(shuō)。"此外，我們還證明，可以通過(guò)質(zhì)子彩虹散射效應(yīng)研究石墨烯結(jié)構(gòu)和熱振動(dòng)"。

二人利用一種稱(chēng)為彩虹散射的過(guò)程，觀察了質(zhì)子穿過(guò)石墨烯時(shí)所產(chǎn)生的衍射以及所形成的"彩虹"圖案。

研究人員對(duì)衍射圖樣進(jìn)行了特征描述，發(fā)現(xiàn)完美的石墨烯呈現(xiàn)出彩虹圖案，其中中間部分是一條單線，內(nèi)部部分呈現(xiàn)出六邊形對(duì)稱(chēng)圖案，而不完美的石墨烯則不具備這種對(duì)稱(chēng)性。

科學(xué)家們還得出結(jié)論，特定的缺陷類(lèi)型會(huì)產(chǎn)生各自不同的彩虹圖案，這可以在未來(lái)的研究中用于識(shí)別和表征石墨烯樣品中的缺陷類(lèi)型。

哈季約吉奇總結(jié)說(shuō)："我們的方法相當(dāng)獨(dú)特，有可能成為石墨烯和類(lèi)似二維材料的一種有用的補(bǔ)充表征技術(shù)。