中科院攻克石墨烯一大难关:二维变一维 更适合造芯片

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石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。

传统认识上,石墨烯呈现碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构。

而日前,中科院发表论文显示,该院已经能够制成准一维的线性石墨烯,方便直接制备高质量、大面积的石墨烯纳米带阵列。相关研究成果发表在最National Science Review上。

石墨烯纳米带中存在由量子效应引入的带隙,使之具有独特的电学性能,可以克服石墨烯本身半金属特质带来的不便,更适用于集成电路的制造。

 

中科院攻克石墨烯一大难关:二维变一维 更适合造芯片

CVD方法原位生长的的石墨烯纳米带

 

据了解,中科院化学研究所有机固体实验室研究员于贵课题组和清华大学教授徐志平团队合作,通过调控化学气相沉积过程中的生长参数,直接在液态金属表面原位生长出大面积、高质量的石墨烯纳米带阵列。

研究表明,将氢气的流速控制在相对微量的状态,同时以液态金属作为催化基底,可以引入一种新型的梳状刻蚀行为,从而调控石墨烯的生长。

实验发现,利用梳状刻蚀控制石墨烯的生长可以将传统的薄膜生长转化为准一维的线性生长,从而直接制备高质量、大面积的石墨烯纳米带阵列。

通过优化生长条件,可以将石墨烯纳米带的宽度缩小至8纳米,并且长度大于3微米。该工作为大面积、快速制备石墨烯纳米带的研究奠定了基础。

 

中科院攻克石墨烯一大难关:二维变一维 更适合造芯片

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