儀器儀表商情網(wǎng)訊：石墨烯因?yàn)椴痪哂邪雽?dǎo)體的性質(zhì)而無法用來制造晶體管，現(xiàn)在科學(xué)家找到了克服困難的辦法。石墨烯，即以蜂窩狀晶格排列的單層碳原子，具備一系列出色的性質(zhì)。自從石墨烯在2003年被發(fā)現(xiàn)以來，研究者發(fā)現(xiàn)它具有優(yōu)異的強(qiáng)度、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。最后一種性質(zhì)使得這種材料非常適合用來制作電路中的微小接觸點(diǎn)，但最理想是用石墨烯自己制成電子元件——特別是晶體管。

要做到這點(diǎn)，石墨烯不僅需要充當(dāng)導(dǎo)體，也要有半導(dǎo)體的功能，這是電子元件需要進(jìn)行的通斷切換操作的關(guān)鍵。半導(dǎo)體由其帶隙所定義的，帶隙指的是激發(fā)一個(gè)電子，讓它從不能導(dǎo)電的價(jià)帶躍遷到可以導(dǎo)電的導(dǎo)帶所需要的能量。帶隙必須足夠大，這樣來使得晶體管開和關(guān)之間的狀態(tài)才對(duì)比明顯，這樣它才能準(zhǔn)確無誤地處理信息。

常規(guī)的石墨烯是沒有帶隙的——它特殊的波紋狀價(jià)帶和導(dǎo)帶實(shí)際上是連在一起的，這使得它更像是金屬。盡管如此，科學(xué)家們?cè)噲D分開這兩個(gè)帶。通過把石墨烯制造成奇特的形狀，如帶狀，目前最高可以讓帶隙達(dá)到100meV，但這對(duì)電子工程應(yīng)用來說還是太小了。

美國(guó)佐治亞理工學(xué)院的Edward Conrad和同事們通過外延生長(zhǎng)制造了他們的石墨烯。這種方法要把碳化硅襯底被加熱到1360 ℃，使它開始分解并形成石墨烯層。研究者發(fā)現(xiàn)，石墨烯層的第一層，通常被稱為緩沖層，由于其與碳化硅襯底高度周期性的結(jié)合方式，形成了大于0.5eV的帶隙。

沒有參與這項(xiàng)工作的德國(guó)康斯坦茨大學(xué)(the University of Konstanz)的物理學(xué)家Guido Burkard說，這“幾乎，雖然還沒有”像普通半導(dǎo)體的帶隙那樣大了。“以這種方法制造的石墨烯是否具備與以往的石墨烯樣品同樣出色的電子性質(zhì)還有待觀察，”他補(bǔ)充道，“但這個(gè)研究結(jié)果肯定是非常有前途的。”