石墨烯納米電路技術獲得新進展

2010年06月12日08:48  來源:《科技日報》

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  據美國物理學家組織網6月10日報道,美國一聯合研究小組稱,他們在利用石墨烯制造納米電路領域獲得了突破:設計出了簡便、快速的納米電線制造方法,能夠調諧石墨烯的電學特征,使氧化石墨烯從絕緣物質變成導電物質。這被認定為石墨烯電子學領域的一項重要發現,相關研究報告發表在6月11日出版的《科學》雜志上。

  納米電路的研究人員之所以對於石墨烯的研究頗具熱忱,是因為與硅相比,電子在石墨烯內移動時會受到更小的阻力,而硅晶體管的尺寸也已經接近了相關物理定律的極限。雖然石墨烯納米電子學可比硅基電子學速度更快且消耗更少的能量,但此前無人知曉如何制造可擴展或可重復的石墨烯納米結構。

  研究小組測試了2種氧化石墨烯,一種由碳化硅制成,另一種則由石墨粉構成。研究人員使用了熱化學納米光刻技術以提升納米量級的石墨烯的溫度,從而設計出類似石墨烯的納米電路。當溫度達到130攝氏度時,氧化石墨烯變得更具傳導性,並能從絕緣物質轉變為更具傳導性的納米線等石墨烯類似物質。這些性能都是該技術頗具成效的標志。

  喬治亞理工學院物理系副教授愛麗莎·雷多談道:“研究表明,通過使用原子力顯微鏡的尖端局部加熱絕緣的氧化石墨烯,我們可將納米線的大小降至12納米,並能將它的電子特性調諧至4個傳導量級以上。實驗過程中也並未出現尖端磨損或是石墨烯樣本損壞的情況。”

  伊利諾伊大學香檳分校機械科學和工程系的副教授威廉·金也認為新技術有三大優勢:一是整個過程隻需一步完成,單純通過納米加熱就可將絕緣氧化石墨烯轉化為功能性導電材料﹔二是此技術可適用於多種類型的石墨烯﹔三是新技術效率極高,可在極短時間內合成納米結構,對納米電路的制造十分有益。

  研究人員還表示,從氧化石墨烯到石墨烯的簡單轉換是制造導電性納米線的重要途徑,其不僅可應用於軟性電子學領域,還有望用於生產與生物兼容的石墨烯電線,可被用於測量單個生物細胞的電子信號。(張巍巍)

(責任編輯:徐飛(實習))
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