《自然》：天津大學造出首個石墨烯半導體 室溫中比矽快10倍

天津大學研究團隊提出名爲《碳化矽上的超高遷移率半導體外延石墨烯》論文已發表於權威科學期刊《自然》雜誌上。（圖／

全球首個由石墨烯製成的功能半導體最近由中國天津大學研究團隊提出並正式問世，這篇名爲《碳化矽上的超高遷移率半導體外延石墨烯》論文已發表於權威科學期刊《自然》(Nature)雜誌上。

據《快科技》報導，半導體指常溫下導電性能介於導體與絕緣體之間的材料，石墨和石墨烯有關的材料廣泛應用在電池電極材料、半導體器件、電晶體等方面。

石墨烯又稱單層石墨，是由碳原子以sp2混成軌域組成6角蜂巢晶格的平面薄膜材料，其厚度僅相當於1個碳原子的直徑。它被半導體界認爲是導熱及導電性極佳的透明奈米材料，其電阻率比銅或銀更低，可用來發展出更薄、導電更快的新一代電子元件。

石墨烯用來製作電晶體時，由於結構的穩定性極高，電晶體在接近單個原子的尺度上依然能穩定地工作。相比之下，以矽爲材料的電晶體在10奈米以下，穩定性會變差。

報導說，主導這次《碳化矽上的超高遷移率半導體外延石墨烯》研究的是天津大學研究團隊，根據論文摘要，由馬雷領導的研究團隊使用特殊熔爐在由有機薄膜覆蓋的碳化矽晶圓上生長石墨烯時生產了大面積單晶類石墨烯材料。由於它是一種在碳化矽晶面上生長的物質，結構外延石墨烯幾乎一樣但是沒有較好的導電性。

據測量數據表明，這種半導體石墨烯在室溫具有矽的10倍以上的遷移率。

馬雷研究團隊表示，該研究對未來石墨烯電子學真正走向實用化具有重大意義。不過距離石墨烯半導體完全落地，估計還要10到15年。

石墨烯曾被認爲只是一種假設性的結構，無法單獨穩定存在。直至英國曼徹斯特大學物理學家安德烈．海姆（Andre Konstantin Geim）和康斯坦丁．諾沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）於2004年成功地從石墨中分離出石墨烯，才證實它可以單獨存在。兩人亦因這「在二維石墨烯材料的開創性實驗」，共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。