半导体上生长出石墨烯 新方法成本低有望应用
发布时间：2012-9-13 16:50
发布者：wp1981
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据科技日报报道，挪威科技大学的研究人员开发出一种低成本的方法，能够在砷化镓纳米线上生长出石墨烯。研究人员称，这种石墨烯半导体混合材料具有优良的光电性能和透明、可弯曲等特性，有望加速石墨烯的商业化进程，为半导体产业带来变革。相关论文发表在《纳米快报》杂志上。 负责此项研究的挪威科技大学电子与电信系教授黑尔格·韦曼教授说：“我们并没有将其看作是一种新产品，而是将其作为一种半导体器件制造的新方法。它有望成为制造新型电子设备的基础材料。”他的团队已经通过这种方法制成了一种透明的可弯曲的柔性电极。 石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有非同寻常的导电性能、比钢铁还好的强度和极好的透光性，不少人认为它的出现将在现代电子科技领域引发一轮革命。IBM和三星等公司一直都在寻找能够替代硅的电子材料，用来生产更高效轻薄的电子设备。新技术将帮助他们突破现有的设计限制，制造出柔性触摸屏等设备。研究人员称，新技术能够适用于大多数制造商现有的生产设备，而不必更换整条生产线。 研究人员称，新技术极有可能首先在新型太阳能电池和发光二极管的制造中获得应用。它将有望成为未来电子和光电器件的平台。用纳米线技术制成的太阳能电池将同时具备高效、柔性和低成本的特性，将具有极为广阔的应用前景。根据该技术还制造出自供电的纳米机械和由石墨烯和纳米半导体丝制成的3D集成电路，让体积更小性能更好的电子设备成为现实。 此外，韦曼称，这种技术还可以被用来制成自供电的消费类电子产品，它将出现在从服装到便签簿在内的各个生活角落，当然更少不了手机、平板电脑这些常用设备。他说，半导体上生长石墨烯的技术有望成为新型电子设备制造的基础，将进一步加速石墨烯实用化和商业化进程，使其更快地进入普通人的生活。 挪威科技大学已为该技术申请专利准备商业化；该技术将可催生能整合进衣服或记事本等各种东西上的柔性、自供电(self-powered)电子元件。 研究人员相信，这种生长在石墨烯上的半导体终将成为新一代电子元件的基础，并彻底改变半导体产业。NTNU电子与电信科系教授Helge Weman表示，该校的专利复合材料能提供优异的光电特性：“我们已经在新研发的电极材料中成功结合低成本、透明度、柔性等特点。”他同时也是为了把研究成果商业化而成立的新公司CrayoNano之共同创办人暨技术长。 NTNU的研究成果最近刊登在美国研究期刊《Nano Letters》中，该专利技术是以分子束磊晶(molecular beam epitaxy)在仅有原子厚度的石墨烯上生长半导体纳米线。“我们并不是把这个技术视为一种新产品；”Weman指出：“这是半导体元件量产新方法的模板(template)，我们预期太阳能电池与LED会是未来该技术的优先应用。” Weman也表示，NTNU所开发的技术能与目前IBM、Samsung等大厂所使用的量产设备“完美搭配”，这些半导体厂商也正在开发以石墨烯取代硅来制作电子元件的方法，以支援手机柔性触控荧幕等新应用：“我们能协助他们更容易升级消费性电子产品，而且达到设计无限制的程度。” 研究人员构想中的纳米线路太阳能电池，将具备高效率、廉价与柔性的特点；研究人员也预想新技术能用以制作自供电纳米机械，以及先进的石墨烯3D IC，或是可构成尺寸更小、更高效率电子元件的半导体纳米线路。Weman表示：“生长于石墨烯上的半导体可望成为新型态装置、系统的基础；藉由采用石墨烯作为适合更多应用的基板，也可能改变整个半导体产业。” NTNU表示，此最新研究成果出自挪威研发委员会(Research Council of Norway)自2007年以来赞助的专案，这项技术已经申请专利，并且成立新公司CrayoNano。 |
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