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中科大制备纳米晶体管器件 直径为头发的1/2500

来源:中安在线-安徽日报2012年11月20日 08:57【评论0条】字号:T|T

  近日,中科大合肥微尺度物质科学国家实验室在分子尺度量子调控研究取得新进展,研究人员成功实现在单层氧化石墨烯上直接绘制纳米晶体管器件,制备出最小宽度仅20纳米的还原石墨烯条带,这一宽度是直径0.05毫米头发丝的1/2500。研究成果11月13日发表在国际著名学术期刊《自然·通讯》上。

  纳米技术被誉为当今可能影响未来社会的三大重要科技之一,单层石墨烯是只有一个单原子层厚度的石墨,它比目前常用的金属导体具有更好的导电性、散热性,同时也是迄今为止世界上最薄最轻、强度最大的材料,有望在微电子领域替代硅成为制造超精细晶体管的理想材料。如何在单层石墨烯上直接裁剪或制备出各种纳米线路,是实现以碳为主要材料的集成电路梦想的前提,也是石墨烯研究领域最具挑战的方向之一。

  面对挑战,中科大王晓平教授研究组与罗毅教授研究组紧密合作,提出一种新的设计思想,在绝缘的氧化石墨烯上通过局域的还原反应,直接制备导电的纳米线路并构筑成晶体管及互联电路。博士生张琨等人利用表面镀铂的原子力针尖的局域催化作用,制备出最小宽度仅20纳米的还原石墨烯条带,其电导率比氧化石墨烯提高了100万倍。通过理论计算,他们揭示了这种局域还原反应的微观机理。利用此方法,他们还成功演示了纳米互联电路和场效应晶体管器件,晶体管的性能明显优于目前常用的导电聚合物和非晶硅场效应管器件。

  张琨表示,该技术可直接用来绘制纳米电路,且具有线条宽度可控、制备条件低、兼容好等显著优点,有望推动石墨烯纳米器件、电路与集成的最终实现和应用。(记者 桂运安 通讯员 杨保国)

 

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