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中國科大實現(xiàn)在單層氧化石墨烯上直寫制備納米功能器件

時間:2013-4-7閱讀:728
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近日,,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實驗室在分子尺度量子調(diào)控研究領(lǐng)域取得新進展,。研究人員利用原子力針尖誘導(dǎo)的局域催化還原反應(yīng)實現(xiàn)了在單層氧化石墨烯上直寫納米圖形和制備功能器件,該研究成果在線發(fā)表在11月13日出版的《自然-通訊》雜志上,。

  單層石墨烯具有*的電子結(jié)構(gòu)和電學(xué),、熱學(xué)、力學(xué)性能,,有望成為未來信息器件的理想材料,。如何在二維的石墨烯上直接裁剪或制備出各種納米圖形,是實現(xiàn)人們夢想的全碳基電路的前提,,也被認為是石墨烯研究領(lǐng)域挑戰(zhàn)的方向之一。

  針對上述挑戰(zhàn),,合肥微尺度國家實驗室分子尺度量子調(diào)控研究團隊的王曉平教授研究組和羅毅教授研究組緊密合作,,提出了在絕緣的氧化石墨烯上通過局域的還原反應(yīng),直接制備導(dǎo)電的納米圖形并構(gòu)筑器件及互聯(lián)電路的新設(shè)計思想,。博士生張琨等人利用鍍鉑原子力針尖的局域催化作用,,在氫氣氛和低溫加熱的條件下,制備出zui小寬度僅20nm的還原石墨烯條帶圖形,,其電導(dǎo)率超過104S/m,,比氧化石墨烯提高了6個數(shù)量級。

  利用此方法,,他們還成功演示了納米互聯(lián)電路和場效應(yīng)晶體管器件,,器件的遷移率可達20cm2/Vs,,明顯優(yōu)于目前常用的導(dǎo)電聚合物和非晶硅場效應(yīng)管器件的遷移率性能。此外,,他們通過理論計算,,揭示了這種局域還原反應(yīng)的微觀機理。這一技術(shù)具有圖形和器件可直寫,、線條寬度可控,、制備條件溫和(任意襯底、常壓,、近室溫),、同現(xiàn)有微電子技術(shù)兼容等顯著優(yōu)點,因而有望推動石墨烯納米器件,、電路與集成的zui終實現(xiàn)和應(yīng)用,。

  這項研究得到了國家重大研究計劃量子調(diào)控項目和國家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體等項目的資助。
 

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