石墨烯的太赫茲時域光譜電導率測繪
由於石墨烯的工業化需要更大規模的生產，為了確保工業所需的質量控制，實時表徵其電子特性的技術至關重要。時下需要大面積的石墨烯用於電子，通信，光伏等許多應用。因此，他們的表徵技術不僅需要快速而可靠，而且重要的是非破壞性的。
“大規模計量將成為工業化的一個組成部分，”DTU納米技術集團負責人PeterBøggild教授和該論文的第一作者說，“如果沒有質量控制，我們將永遠不會得到真正的質量”。
在本文中，Bøggild教授，Peter Uhd Jepsen教授（DTU Fotonik）等人評估了石墨烯電導率表徵技術的當前狀態。其中很多都是速度，可用性，準確性和規模之間的折衷。雖然使用光刻接觸的電氣設備測量提供準確和可靠的信息，但該過程繁瑣且導致石墨烯膜的破壞。四點探針破壞性較小，但在繪製大面積地圖方面太慢且不切實際。
相比之下，時域光譜學（THz-TDS）非常適合大規模表徵。它是一種非破壞性技術，可以在沒有物理接觸的情況下測量石墨烯膜上的太赫茲輻射吸收，從而在大範圍內實時提供電氣“質量”的快速準確信息。
“由於石墨烯薄膜電學特性方法的相關性，國際電工委員會（IEC）已將THz-TDS納入其工作計劃中。在國際技術專家的參與下，IEC將制定工業用途標準。該標準是接受石墨烯行業質量保證方法的先決條件，“來自德國卡爾斯魯厄理工學院的Norbert Fabricius博士說，IEC技術委員會秘書113和石墨烯旗艦標準化領導者。
從實驗室到生產環境，THz-TDS可用於分析石墨烯電導率。重要的是，隨著石墨烯進入不同的工業環境，THz-TDS還能夠以遠高於常用方法的速率繪製載流子密度和載流子遷移率以及電導率，並且即使對於高通量捲到卷滾動場景。THz-TDS決定了石墨烯薄膜對長波長太赫茲輻射的吸收，從而可以非常精確地測量電導率。對於0.1-0.5mm的斑點尺寸，這允許可視化大規模的一致性以及統計數據，以支持工業應用所需的高質量和高度一致的石墨烯材料的開發。
Bøggild證實，該方法在石墨烯上使用柔性透明聚合物效果良好，甚至可以測量密封在保護層下面的石墨烯。“通過這項工作，我們希望推進特性描述，計量和質量控制，並最終表明石墨烯應該受到工業界的重視。在Graphene旗艦產品中，我們與德國的Aixtron，英國的NPL和劍橋大學以及比利時的IMEC等世界級設施進行合作，以驗證該技術在多種用途中的應用。我們的下一個目標是繪製平方米石墨烯的電性能。我們還與製造THz電導率測繪設備的DasNANO和德國的KIT合作，為測量石墨烯的電導率定義了一個新的計量標準，Bøggild說。
石墨烯旗艦科學技術官兼管理小組主席Andrea C. Ferrari教授補充說：從實驗室到工廠，石墨烯工業表徵的大規模技術開發至關重要。旗艦合作伙伴DTU的工作堅定地將歐洲置於這一戰略創新領域的前沿。全球各地的公司都在大面積尋求標準化和可再生的石墨烯樣品，並且這種新方法可以作為驗證工具部署在生產車間。
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