半导体性介孔石墨烯

石墨烯(Graphene)是由碳原子构成的二维晶体,一般厚度方向为单原子层或双原子层碳原子排列.它是一种稳定材料,也是一种禁带宽度几乎为零的半金属材料.它具有比硅高得多的载流子迁移率(200 000 cm2/Vs),在室温下有微米级的平均自由程和很长的相干长度.因此,石墨烯是纳米电路的理想材料,也是验证量子效应的理想材料.但是由于完整的石墨烯基本没有带隙,极大地限制了它在半导体器件上的应用,所以为石墨烯开启一个带隙,是一件非常重要的课题.近来,研究表明,一维尺度受限的石墨烯纳米带具有一定的带隙,可以获得高性能的晶体场效应管,增加芯片速度与效能、降低耗热量.然而,制备宽度小于10 nm的石墨烯纳米带是非常困难的科学问题.

加州大学洛杉矶分校研究团队通过实验制做出一种新型的石墨烯纳米结构 ——介孔石墨烯.孔间石墨烯的宽度最小可以达到5 nm.介孔石墨烯可以用于大规模生产以介孔石墨烯为基础的半导体集成电路.