新的研究利用质子来照亮这种二维奇妙材料的结构和缺陷。自从2004年从石墨中分离出来以来，石墨烯一直被认为是一种在能源、技术、建筑等领域有广泛应用前景的二维奇妙材料。这层碳原子既坚韧又灵活，轻便但具有高阻抗性，被计算为比钢材抗性高200倍、比铝材轻5倍。

石墨烯听起来可能很完美，但它实际上并非如此。这种二维异质结构的单层样品并不完全平坦，表面有起皱。石墨烯还可能存在结构缺陷，在某些情况下可能会对其功能产生不利影响，而在其他情况下则可能对其选择的应用至关重要。这意味着控制缺陷的实施可以实现对二维石墨烯晶体所需性能的微调。

通过石墨烯上的彩虹散射获得的洞见

塞尔维亚贝尔格莱德文查核科学研究所的Milivoje Hadžijojić和Marko Ćosić在《欧洲物理学杂志D》上发表的一篇新论文中，研究了通过石墨烯的光子散射的彩虹散射如何揭示这种奇妙材料的结构和缺陷。

虽然还有其他方法可以研究石墨烯的缺陷，但这些方法都存在一些缺点。例如，拉曼光谱不能区分一些缺陷类型，而高分辨透射电子显微镜可以以卓越的分辨率表征晶体结构缺陷，但它所使用的能量电子可能会降解晶体格。

彩虹效应在自然界并不罕见。早在研究原子和分子的散射时就已经发现了它。它是在对薄晶体进行离子散射实验时被探测到的。我们从理论上研究了低能质子在石墨烯上的散射，并证明了彩虹效应也发生在这个过程中。此外，我们还展示了石墨烯的结构和热振动可以通过质子彩虹散射效应进行研究。

利用一种称为彩虹散射的过程，这对研究人员观察了通过石墨烯的衍射并产生的“彩虹”图案。

通过表征衍射图案，研究人员发现完美的石墨烯会产生一个中间部分为一条线，并具有六角对称性的内部图案，而在不完美的石墨烯中则没有这种对称性。

科学家们还得出结论，特定的缺陷类型会产生自己独特的彩虹图案，这在未来的研究中可以用于识别和表征石墨烯样品中的缺陷类型。

这种方法相当独特，可能成为对石墨烯和类似的二维材料进行有效补充表征的技术。