比钢铁强
石墨烯比钻石更硬，比钢更坚固，可以成为下一代技术的基础。但是，构成石墨烯的铅笔铅石墨中缺乏一种称为带隙的特性，这限制了其作为半导体发挥作用的能力，而半导体是微电子设备的核心材料。半导体既绝缘又传导电流，但虽然石墨烯是一种极好的导体，但它不能在没有带隙的情况下用作绝缘体。
“人们使用具有半导体带隙的硅，”相关人员说。“在石墨烯上打开一个相当大的带隙已经引起了对半导体应用的深入研究。”
这一困境促使各地的科学家探索在石墨烯中产生带隙的方法，以扩大其潜在应用。一种流行的方法是用氢对石墨烯的表面进行化学改性，这一过程称为“氢化”。但这样做的传统方法会产生不可逆的蚀刻和溅射，这会在几秒钟或几分钟内严重损坏石墨烯（因其超薄特性而被称为 2D 材料）的表面。
普林斯顿大学和 PPPL 的科学家现在已经证明，一种氢化石墨烯的新方法可以安全地为广泛的微电子应用打开大门。该方法标志着一种产生氢等离子体的新方法，该方法大大拓宽了二维材料中的氢覆盖范围。“由于石墨烯损伤低，这个过程产生了更长的氢处理时间，”相关人员说。
等离子体是由自由电子和原子核组成的热带电物质状态，占可见宇宙的 99%。PPPL 开发的用于氢化石墨烯的低温氢等离子体与长期以来一直是 PPPL 研究标志的百万度聚变等离子体形成对比，该研究旨在开发安全、清洁和丰富的聚变能源来发电。
从托勒密分拆
这种新方法源自一项名为托勒密的实验。该项目利用氚（氢的放射性同位素）的衰变来捕获在创造宇宙的大爆炸后几秒钟出现的残余中微子。根据托勒密项目，这些遗迹可以为宇宙大爆炸提供新的线索。
为了提高衰变的检测率，塔利求助于 PPPL 物理学家 Yevgeny
“PPPL 准备联合起来并带来变革性的 2D 材料特性是鼓舞人心的，”相关人员说。“打破石墨烯氢化产率的纪录是对 PPPL 独特能力的致敬。”
研究人员开发了一种方法来扩大容纳氚衰变的石墨烯中氢的覆盖范围。该过程大大增加了石墨烯的未来应用。“这种从托勒密衍生出来的产品现在可用于微电子、QIS [量子信息科学] 和其他应用，”研究人员说。“该方法也可以应用于其他二维材料。”
衍生产品将电场和磁场结合起来，产生氢等离子体，提供充足的氢，同时对石墨烯的损伤低。这种温和且控制良好的方法本身是 研究人员在研究霍尔推进器、基于等离子体的航天器推进发动机时开发的研究的衍生产品。该技术在 PPPL 实验中氢化石墨烯长达 30 分钟，大大增加了氢覆盖率并打开了将石墨烯转化为半导体材料的带隙。