设计高质量电学应用,石墨烯有很大的优势,但也不一定适合商业运用。
现在实验上用得很多的是剥离(exfoliate)出来的单层石墨烯,单原子层的二维材料,可以作为二维平台来研究各种二维和单原子层物理。
但同时,单原子层很容易受到各种化学液体等杂质以及环境空气等等的影响,导致电学等性质不均匀(inhomogeneity),因为性质不均匀,所以就算你有一个很好的石墨烯,制作出的器件测出的结果也可能不同,很难重复。各个局域位置的性质不均匀可以通过Van der Pauw method来测出。
所以有了用氮化硼h-BN来夹住石墨烯做成三明治结构,这样可以排出空气以及其他气体,让石墨烯很干净迁移率很高,但这样依然无法避免石墨烯性质不均匀,就算迁移率很高,依然可能在不同位置的电学性质不均匀,毕竟石墨烯上的局域位置可能有气泡被夹住等等问题导致性质不均匀。
另外,还有缺点就是,剥离出来的石墨烯一般不会太大,几微米到几十微米居多,上百微米都不是那么容易了。所以也不适合做成商用器件。
一个选择是化学气相沉积CVD生长的石墨烯,一般是在铜片上生长,这个本身生长过程就涉及其他气体,所以一般不是非常干净,迁移率不是非常高。但,Christoph Stampfer在论文Ballistic Transport Exceeding 28 μm in CVD Grown Graphene里提出通过很好的制作三明治结构,依然可以达到非常高的迁移率。但问题是,氮化硼又很小,很难剥离出上百微米的薄片,就算石墨烯再大也不好用。
所以要应用,如果不需要干净高迁移率,不需要性质均匀,可以考虑CVD石墨烯来应用。不然,就还得从石墨烯制作微纳米器件来考虑,至于怎么运用,这个不能告诉你,因为我们已经在研究了。。。
另外,不要迷信商业广告,很多公司打广告说自己产品用了石墨烯技术,但很多也没说出所以然。也不知道是否是商业吹嘘。
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