石墨烯,一種被譽為“新材料之王”的二維晶體,以其超薄、超輕、超強的特性贏得了科研領域的廣泛關注。然而,由于被過度炒作以至于被濫用在電暖氣、化妝品,甚至內衣之類的產品中,石墨烯的名聲一度大受影響。公眾甚至將石墨烯類比成曾經的納米水、光催化和負氧離子空氣凈化器,認為其產品全是“忽悠人的”。在大眾的心目中,石墨烯幾乎被營銷“玩壞了”。
最近,來自佐治亞理工學院和天津大學的研究團隊創造出了世界上第一個由石墨烯制成的功能半導體。他們通過在碳化硅晶圓上生長石墨烯,成功解決了石墨烯沒有帶隙的問題。這個突破性的發現讓石墨烯具備了半導體的特性,為其在電子產品領域的廣泛應用打開了新的大門。
石墨烯是一種單層石墨,由碳原子以六角形蜂巢晶格排列而成。它的特性超薄、超輕、超強,擁有高電荷載流子遷移率、雙極場效應以及優異的電學和機械性能。
在過去的研究中,科學家們一直試圖克服石墨烯的“帶隙”問題,科學家們曾嘗試通過改變石墨烯的形狀、量子約束和化學功能化等方法來引入帶隙,但都未能成功制造出可行的半導體石墨烯。這次的突破來自于在特定碳化硅晶面上對石墨烯進行退火的方法,使其能夠像硅一樣工作。這一關鍵性發現為石墨烯在電子領域的應用帶來了巨大的希望。這一突破讓我們有理由重新審視這個被過度炒作的新材料,一種可能將在集成電路、場效應晶體管、大功率LED散熱、可穿戴電子器件、石墨烯化學傳感器等領域發光發熱的新材料。當然并不是說就此大規模投資石墨烯,而是更好地理解石墨烯的價值,找到其真正的應用突破口。在前面的路上,石墨烯有望像碳化硅和氮化鎵一樣,為半導體制造及其下游產品提供更多選擇,貢獻自己獨特的力量。
審核編輯:黃飛
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原文標題:石墨烯半導體應用的突破口出現
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