神奇的半导体材料
烯开发者之一的曼切斯特大学诺沃谢洛夫博士指出,石墨烯是研究领域的“金矿”,在很长一段时间内,研究人员将会陆续“开采”出新的研究成果。
那么石墨烯又为何物呢?烯(Graphene)是一种从材料中剥离出的单层碳原子薄膜,是由单层六角元胞碳原子组成的蜂窝状二维晶体。换言之,它是单原子层的石墨晶体薄膜,其晶格是由碳原子构成的二维蜂窝结构。这种石墨晶体薄膜的厚度只有0.335纳米,将其20万片薄膜叠加到一起,也只相当一根头发丝的厚度。该材料具有许多新奇的物理特性。石墨烯是一种零带隙半导体材料,具有远比硅高的载流子迁移率, 并且从理论上说,它的电子迁移率和空穴迁移率两者相等,因此其n型场效应晶体管和p型场效应晶体管是对称的。还有,因为其具有零禁带特性,即使在室温下载流子在石墨烯中的平均自由程和相干长度也可为微米级, 所以它是一种性能优异的半导体材料。此外,石墨烯还可用于制造复合材料、电池/超级电容、储氢材料、场发射材料以及超灵敏传感器等。因此科研人员争先恐后地投入到如何制备和表征其物理、化学、机械性能的研究。
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