世界上第一個由石墨烯制成的功能半導(dǎo)體

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(lǐng)域的廣泛關(guān)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(nèi)衣之類的產(chǎn)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(jīng)的納米水、光催化和負(fù)氧離子空氣凈化器，認(rèn)為其產(chǎn)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(xué)院和天津大學(xué)的研究團隊創(chuàng)造出了世界上第一個由石墨烯制成的功能半導(dǎo)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(fā)現(xiàn)讓石墨烯具備了半導(dǎo)體的特性，為其在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)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(yīng)以及優(yōu)異的電學(xué)和機械性能。

在過去的研究中，科學(xué)家們一直試圖克服石墨烯的“帶隙”問題，科學(xué)家們曾嘗試通過改變石墨烯的形狀、量子約束和化學(xué)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(dǎo)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(guān)鍵性發(fā)現(xiàn)為石墨烯在電子領(lǐng)域的應(yīng)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(yīng)晶體管、大功率LED散熱、可穿戴電子器件、石墨烯化學(xué)傳感器等領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱的新材料。當(dāng)然并不是說就此大規(guī)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(yīng)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(dǎo)體制造及其下游產(chǎn)品提供更多選擇，貢獻自己獨特的力量。

審核編輯：黃飛