石墨烯帶具有極高的導電性

圖表 1石墨烯帶

石墨烯具有極好的導電性:在室溫下，電子通過石墨烯的速度是通過硅的200倍，這種材料在電子領域的潛力激發了世界範圍內的大量研究。21世紀初，法國和美國物理學家合作研究石墨烯的電子性質，以期設計出一種室溫下電子遷移率極高的材料。

研究人員發現，碳納米管——石墨烯最著名的一種形式——可以在不遇到材料內部電阻的情況下，實現電流的ball傳輸。但事實證明，碳納米管很難大量生產並植入電子芯片。研究人員現在將注意力轉向另一種形式的石墨烯平帶。碳納米管和石墨烯帶的電子結構相似，似乎也具有類似的導電性能。

研究人員選擇從碳化硅(一種商用晶體)中合成這種一維石墨烯。科學家們聲稱已經成功地獲得了高結構質量的石墨烯帶，由40納米寬的窄碳片製成。主要的挑戰是確保石墨烯帶的邊緣保持高度有序，因為邊緣粗糙的石墨烯帶不允許良好的電子傳播。為了獲得邊緣規則的石墨烯帶，研究人員將納米級臺階蝕刻到碳化硅中，然後直接在這些臺階的側壁上製備石墨烯帶。

石墨烯帶

圖表 2石墨烯帶

這樣，在室溫下就變成了彈道式導體:一旦進入材料內部，電子就可以自由移動而不受任何散射。這些帶狀結構表現出波導的特性。這些材料的電荷遷移率超過了一百萬平方釐米/伏。這將使它們的電子遷移率比用於計算機處理器和存儲器的硅半導體(小於1700 cm2/V.s)大1000倍。研究人員稱，石墨烯帶是第一個在室溫下顯示出這種導電性的材料。

在保持性能不變的情況下，可以大量生產。新型石墨烯帶將在尖端納米電子領域得到廣泛應用。