石墨烯：推動柔性和透明顯示產(chǎn)品發(fā)展

　　日前，北京大學(xué)、美國弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)和中科院上海技術(shù)物理研究所的科學(xué)家組成國際科研團(tuán)隊(duì)，通過理論計(jì)算，推算出一種能夠在常溫常壓下保持金屬形態(tài)的三維碳，并于美國《國家科學(xué)院院刊》在線發(fā)表了相關(guān)論文。該項(xiàng)研究或?qū)⒔议_“是否存在于常溫常壓下保持金屬形態(tài)的碳”之謎。那么，作為一直被熱炒的對象、號稱神奇之碳的石墨烯，它的研究又取得了哪些進(jìn)展呢？下面我們就來看看。

　　石墨烯無縫集成電路架構(gòu) 噪聲容限更高、靜態(tài)功耗更低

　　美國科學(xué)家研制出了一種新的集成電路架構(gòu)并做出了模型。在這一架構(gòu)內(nèi)，晶體管和互連設(shè)備無縫地結(jié)合在一塊石墨烯薄片上。發(fā)表在《應(yīng)用物理快報》雜志上的這項(xiàng)最新研究將有助于科學(xué)家們制造出能效超高的柔性透明電子設(shè)備。

　　目前，用來制造晶體管和互聯(lián)設(shè)備的都是大塊材料，因此很難讓集成電路變得更小，而且大塊材料也容易導(dǎo)致晶體管和互聯(lián)設(shè)備之間的“接觸電阻”變大，而這兩方面都會降低晶體管和互聯(lián)設(shè)備的性能并增加能耗�；�于石墨烯的晶體管和互連設(shè)備極具前景，有望解決這些基本問題。 

　　該研究的領(lǐng)導(dǎo)者、加州大學(xué)圣巴巴拉分校(UCSB)電子和計(jì)算機(jī)工程系教授、納米電子設(shè)備研究實(shí)驗(yàn)室主任高斯塔夫˙巴納吉表示：“石墨烯除了是目前最纖薄的材料之外，其還具有一個可調(diào)諧的帶隙。狹窄的石墨烯帶能被用來制造半導(dǎo)體；而寬的石墨烯帶是金屬。不同的石墨烯帶可以制成不同的設(shè)備，制成的設(shè)備可以無縫地結(jié)合在一起，這樣也可以降低接觸電阻。”

　　在實(shí)驗(yàn)中，巴納吉研究團(tuán)隊(duì)使用非平衡格林函數(shù)(NEGF)來對包含有如此多異質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜電路架構(gòu)的性能進(jìn)行評估，并研究出了一種方法，設(shè)計(jì)出了這種“全石墨烯”的邏輯電路。該研究的合作者康家豪(音譯)表示：“對電子通過由不同類型的石墨烯納米帶制造的設(shè)備和互連設(shè)備的情況以及跨過其接口的情況進(jìn)行精確的評估是我們的電路設(shè)計(jì)成功并達(dá)到最優(yōu)化的關(guān)鍵。”

　　石墨烯研究領(lǐng)域的大咖、哥倫比亞大學(xué)的物理學(xué)教授菲利普˙吉姆表示：“這項(xiàng)研究通過使用一種全石墨烯的設(shè)備——互聯(lián)架構(gòu)，為傳統(tǒng)集成電路會遇到的接觸電阻問題提供了一種解決辦法，這將顯著簡化基于石墨烯的納米電子設(shè)備的集成電路構(gòu)建過程。”

　　結(jié)果表明，與目前的集成電路技術(shù)相比，新的全石墨烯電路的噪聲容限更高，且耗費(fèi)的靜態(tài)功耗低很多。另外，巴納吉表示，隨著石墨烯研究領(lǐng)域不斷取得進(jìn)展，這種全石墨烯電路有望在不久的將來成為現(xiàn)實(shí)。

　　全新石墨烯生產(chǎn)工藝 推動柔韌和透明電子產(chǎn)品發(fā)展

　　哥倫比亞大學(xué)工程研究實(shí)驗(yàn)首次證明，可以從只有原子厚度的薄二維材料的一維邊緣來進(jìn)行電接觸，而不是按照常規(guī)做法從其頂部接觸。有了這樣新的接觸架構(gòu)，研究人員已開發(fā)出一種新的層狀材料組裝工藝來防止接口污染。此外，使用石墨烯作為二維材料樣品表明，這兩種方法的結(jié)合會形成無污染石墨烯，該石墨烯目前尚未實(shí)現(xiàn)。