石墨烯或将“接班”硅半导体

发表于:2014-06-17 来源:新材料资讯网
关键词: 石墨烯

  【新材料资讯网】英国利物浦大学的科学家近日开发出一种与石墨烯相关的新材料,具有制造电子设备中晶体管的潜力。这种名为三嗪基石墨相氮化碳的新材料早在1996年就有了理论预测,但被研制出来还是第一次。

  目前晶体管主要由硅材料制成,在电子设备中应用时会产生热量。科学家们一直在寻找一种可以取代硅的碳基材料作为半导体使用,这种材料必须拥有电子能带隙。只有一个原子厚的石墨烯因具有强度大、导热和导电效率高等特性,一直被认为是硅的“接班人”。业内人士称,石墨烯将来取代硅作为一种基本电学材料的前提是摘掉单层石墨烯没有带隙的帽子。作为电学应用的关键,带隙意味着逻辑电路的开关动作。此次研发的石墨烯新型材料拥有电子能带隙,且很可能具备优秀的摩擦、化学、电子特性,适合制造晶体管的可能性大增,未来有望在电子激发装置、可变能带半导体和坚硬透明膜方面广泛应用。

  利物浦大学化学系教授安德鲁·库珀说:“这是一个令人兴奋的结果,因为有序的二维有机固体材料相对来说太少了。找到了石墨烯家族的一位新成员意义非常重大。”

  据悉,研究团队首先用廉价的双氰胺分子,制备出了石墨相氮化碳晶体,它的二维层状结构与石墨烯类似,但含有氮。然后,他们将这些晶体置于石英管中,在600℃高温下加热62个小时使之融化,此时得到的液体中含有三嗪基石墨相氮化碳小薄片,通过过滤或者将其从石英管上剥离就可以分离出来。

  目前,这种新材料仍处于早期开发阶段。库珀表示,接下来的研究是探索它的性质。他说:“创建和分析这种材料仅仅是第一步。要扩大制备规模,并证明其在电子设备中的作用,我们还有很工作要做。”

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