石墨烯是常溫下高于納米碳管或硅晶體的電子遷移率、低于銅或銀的電阻率等物理特性,因此成為了制備功耗更小、速率更高的新一代納米電子元件的重要基礎(chǔ)性材料。
2004年,英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,從石墨中成功分離出石墨烯,從而證實(shí)石墨烯可以單獨(dú)存在,兩人也因“在二維石墨烯材料的開創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)”共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
事實(shí)上,對(duì)于石墨烯的研究早在2004年前就已經(jīng)在進(jìn)行了,十余年來,各國科研人員針對(duì)石墨烯開展了大量研究工作,試圖研制出高效、可控的制備石墨烯納米帶的技術(shù)工藝。
基于法國SOLEIL同步加速器X射線等實(shí)驗(yàn)的研究成果,法美科學(xué)團(tuán)隊(duì)于2012年11月成功研制出一種用于生產(chǎn)石墨烯納米帶半導(dǎo)體的方法。科研人員在碳化硅表面刻蝕凹槽,并以此作為基板,通過控制基板的幾何形狀,在其上形成僅有幾納米寬的石墨烯納米帶。該項(xiàng)技術(shù)可在常溫下進(jìn)行,其制備的石墨烯半導(dǎo)體僅為此前IBM公司所制納米帶的五分之一寬。該技術(shù)可高效、可控地制備石墨烯半導(dǎo)體,為石墨烯規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)帶來可能,同時(shí)也使新一代高密度集成電路的制備不再遙不可及。石墨烯納米帶生產(chǎn)新工藝的開發(fā)成功,使其規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)成為可能。
石墨烯納米帶因其邊緣的不同分為扶手椅型和Z型兩種,其中Z型納米帶為導(dǎo)體,而扶手椅型納米帶為半導(dǎo)體。
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