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原子内电子的行为非常复杂，内层电子称为核心电子，不与其他原子相互作用，主要作用是稳定原子自身；而外层电子决定了材料的大部分性质。鉴于此，了解材料的性质需要获取其价电子的信息。此前人们很难通过实验单独分离出价电子信息，只能依靠理论模型和光谱学进行估计。
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中国天津大学与美国佐治亚理工学院团队，攻克了长期以来阻碍石墨烯电子学发展的关键技术难题：通过对外延石墨烯生长过程的精确调控，成功在石墨烯中引入了带隙，创造了一种新型稳定的半导体石墨烯。同样在今年，英国曼彻斯特大学团队利用石墨烯能够同时传导质子和电子的特性开发了新型器件，其中质子电流被用来执行逻辑操作，而电子电流则用于编码部分内存。这些成果被认为是开启石墨烯芯片制造领域大门的重要里程碑。
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