新方法制得高質(zhì)量石墨烯納米帶

由法、美、德三國(guó)研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)科學(xué)家組成的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)近日利用新方法合成了高質(zhì)量石墨烯納米帶，并成功在室溫下驗(yàn)證了其非凡的導(dǎo)電性能。這種納米帶為新型電子設(shè)備的研發(fā)開創(chuàng)了新的發(fā)展空間。

石墨烯是一種由單層碳原子組成的材料，擁有眾多極為特殊的物理特性，室溫下電子在石墨烯材料中的移動(dòng)速度是硅導(dǎo)體的200倍。此前的研究已經(jīng)證實(shí)，碳納米管（由石墨烯卷曲而成的圓筒結(jié)構(gòu)）具有極好的導(dǎo)電性能，然而結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的碳納米管難以安裝在電子芯片內(nèi)部。因此，科研人員將研究轉(zhuǎn)向石墨烯的另外一種形式——扁平的石墨烯納米帶。

該研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一套巧妙的辦法，成功制備出寬度僅為40納米的高質(zhì)量石墨烯納米帶。此前的石墨烯納米帶邊緣較為粗糙，這嚴(yán)重影響了其導(dǎo)電性，是阻礙石墨烯納米帶電子傳輸?shù)囊淮笳系K。為解決這一問(wèn)題，研究人員在碳化硅晶體上切割出邊緣整齊的帶狀凹槽，并直接在這些凹槽上制備石墨烯納米帶。在測(cè)試新制備納米帶導(dǎo)電性的實(shí)驗(yàn)中，常溫下的電子遷移率超過(guò)了100萬(wàn)cm2/Vs（每單位電場(chǎng)下電子的遷移速率），是應(yīng)用于計(jì)算機(jī)內(nèi)存的硅半導(dǎo)體的1000倍（通常低于1700cm2/Vs）。

此外，新的制備方法適用于大批量規(guī)模生產(chǎn)，并能夠保證石墨烯納米帶的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，這使得石墨烯在電子領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用成為可能。