合成石墨烯材料更简单的新方式

2016-03-01  浏览量:359
(转自:材料牛网)
 
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芬兰阿尔托大学学者设计研制出一种新型二维设备,能致力于生产石墨烯电子设备以及传感器。
 
众所周知,石墨材料是由大量一层又一层的石墨层相互叠加而成。石墨晶体中层与层之间相隔340pm,距离较大,是以范德华力结合起来的,即层与层之间属于分子晶体。但是,由于同一平面层上的碳原子间结合很强,极难破坏,所以石墨的熔点也很高,导电性强,化学性质也稳定。2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•盖姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫,成功从石墨中分离出石墨烯,证实它可以单独存在,两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
 
半导体内存在一种能带隙:这个能带隙需要足够大才能让晶体管有明显的“开”和“关”状态的区别。而一般的石墨烯是没有能带隙的,因此在作为半导体的应用方面石墨烯的电流开关比率很低,使得准确无误地处理信息变得更加困难。
 
来自阿尔托大学的学者们通过实验将硒化镓与石墨烯融合,制造出一种新型导电合成材料。这是第一次将硒化镓与石墨烯混合,这种结构在半导体工业中被称为异质结。传统的异质结材料早已在半导体工业中举足轻重,例如作为激光器和晶体管制造的基础,而这种新型的异质结将会在未来起到更加重要的作用。
 
在早期研究中,石墨烯二维结构的制造完全靠手工,这使得整个过程十分缓慢,很难规模化。而如今这种新型复合结构的制造能够同时从横向和纵向展开,这种模式在半导体工业中取代了繁重的人工加工。
 
博士后研究者Wonjae Kim说道,由于这种合成物都是由二维材料制成,相比起含硅的半导体,它十分的薄,厚度只有一根头发的一万分之一。由于薄与透明的特性,这种新型二维合成材料在可穿戴电子设备与多种传感器的研究上具有很大的潜力。
 
该项成果已在Advanced Materials上发表。
 
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