半導體性介孔石墨烯

石墨烯(Graphene)是由碳原子構成的二維晶體,一般厚度方向為單原子層或雙原子層碳原子排列.它是一種穩定材料,也是一種禁帶寬度幾乎為零的半金屬材料.它具有比硅高得多的載流子遷移率(200 000 cm2/Vs),在室溫下有微米級的平均自由程和很長的相干長度.因此,石墨烯是納米電路的理想材料,也是驗證量子效應的理想材料.但是由于完整的石墨烯基本沒有帶隙,極大地限制了它在半導體器件上的應用,所以為石墨烯開啟一個帶隙,是一件非常重要的課題.近來,研究表明,一維尺度受限的石墨烯納米帶具有一定的帶隙,可以獲得高性能的晶體場效應管,增加芯片速度與效能、降低耗熱量.然而,制備寬度小于10 nm的石墨烯納米帶是非常困難的科學問題.

加州大學洛杉磯分校研究團隊通過實驗制做出一種新型的石墨烯納米結構 ——介孔石墨烯.孔間石墨烯的寬度最小可以達到5 nm.介孔石墨烯可以用于大規模生產以介孔石墨烯為基礎的半導體集成電路.