中科大制備出石墨烯晶體管

中科大制備出石墨烯晶體管

近日，中科大合肥微尺度物質科學國家實驗室在分子尺度量子調控研究取得新進展，研究人員成功實現在單層氧化石墨烯上直接繪制納米晶體管器件，制備出最小寬度僅20納米的還原石墨烯條帶，這一寬度是直徑0.05毫米頭發絲的1/2500。研究成果11月13日發表在國際著名學術期刊《自然·通訊》上。
　　納米技術被譽為當今可能影響未來社會的三大重要科技之一，單層石墨烯是只有一個單原子層厚度的石墨，它比目前常用的金屬導體具有更好的導電性、散熱性，同時也是迄今為止世界上最薄最輕、強度最大的材料，有望在微電子領域替代硅成為制造超精細晶體管的理想材料。如何在單層石墨烯上直接裁剪或制備出各種納米線路，是實現以碳為主要材料的集成電路夢想的前提，也是石墨烯研究領域最具挑戰的方向之一。

　　面對挑戰，中科大王曉平教授研究組與羅毅教授研究組緊密合作，提出一種新的設計思想，在絕緣的氧化石墨烯上通過局域的還原反應，直接制備導電的納米線路并構筑成晶體管及互聯電路。博士生張琨等人利用表面鍍鉑的原子力針尖的局域催化作用，制備出最小寬度僅20納米的還原石墨烯條帶，其電導率比氧化石墨烯提高了100萬倍。通過理論計算，他們揭示了這種局域還原反應的微觀機理。利用此方法，他們還成功演示了納米互聯電路和場效應晶體管器件，晶體管的性能明顯優于目前常用的導電聚合物和非晶硅場效應管器件。

　　張琨表示，該技術可直接用來繪制納米電路，且具有線條寬度可控、制備條件低、兼容好等顯著優點，有望推動石墨烯納米器件、電路與集成的最終實現和應用