科學家解開石墨烯取代硅基材料的“死穴”

　　英國利物浦大學的科學家開發(fā)出一種與石墨烯相關的新材料，其具有改善電子設備中使用的晶體管的潛力。這種名為“三嗪基石墨相氮化碳”的新材料早在1996年就獲得了理論預測，但這是它第一次被研制出來。

　　目前的晶體管由昂貴的硅制成，在電子設備中應用時會產(chǎn)生熱量。科學家們一直在尋找一種可以取代硅的碳基材料，但作為半導體使用，要求這種材料擁有電子能帶隙。只有一個原子厚的石墨烯因具有強度大、導熱和導電效率高等特性，一直被認為是硅的“接班人”，不過沒有帶隙也是它的“死穴”。而此次研發(fā)的新材料也是二維的，并且擁有電子能帶隙，這使得它適合于制造晶體管的可能性大增。

　　利物浦大學化學系教授安德魯·庫珀說：“這是一個令人興奮的結果，因為有序的二維有機固體材料相對來說太少了。找到了石墨烯家族的一位新成員意義非常重大。”

　　據(jù)物理學家組織網(wǎng)5月23日（北京時間）報道，研究團隊首先用廉價的雙氰胺分子，制備出了石墨相氮化碳晶體，它的二維層狀結構與石墨烯類似，但其中含有氮。然后，他們將這些晶體置于石英管中，在600攝氏度高溫下加熱62個小時使之融化，這時得到的液體中含有三嗪基石墨相氮化碳小薄片，通過過濾或者將其從石英管上剝離就可以分離出來。

　　這種新材料目前仍處于早期開發(fā)階段，庫珀表示，接下來的研究將是探索它的性質。他說：“創(chuàng)建和分析這種材料僅僅是第一步。要擴大制備規(guī)模并證明其在電子設備中的作用，我們還有很多工作要做。”

　　總編輯圈點：

　　石墨烯或許在將來取代硅作為一種基本電學材料。但把“或許”二字拿掉的前提，就是摘掉單層石墨烯“沒有帶隙”的帽子。作為電學應用的關鍵，帶隙意味著邏輯電路的開關動作，科學家一直不懈進行著打開帶隙的研究。本文中的石墨烯新型材料擁有電子能帶隙，且很可能具備優(yōu)秀的摩擦、化學、電子特性，這都能使它未來在電子激發(fā)裝置、可變能帶半導體和堅硬透明膜方面應用廣泛。

　　石墨烯產(chǎn)業(yè)將獲國家扶持關注龍頭股

　　據(jù)悉，近日工信部、科技部等國家部委組織召開了石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會，國務院分管領導還親自召集行業(yè)專家就石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展征求意見，相關產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和扶持政策有望出臺。另據(jù)了解，全國七大新材料基地的寧波市將在本月28日將舉行《寧波石墨烯技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》發(fā)布會，國家發(fā)改委、工信部、科技部等部委領導和中科院相關專家將出席，還將舉行石墨烯戰(zhàn)略合作等簽約儀式。

　　石墨烯已被多個國家地區(qū)列入重點研發(fā)對象，歐盟在2013年將其列為“未來新興技術旗艦項目”之一，10年提供10億歐元資助。業(yè)內認為，經(jīng)過近年努力，我國石墨烯基礎研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展已走在世界前沿水平，國家產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和扶持政策出臺將進一步加速產(chǎn)業(yè)化進程，有助行業(yè)快速發(fā)展。

　　A股公司中，華麗家族控股股東南江集團與中科院寧波材料所合資公司墨西科技將在28日舉行石墨烯新產(chǎn)品發(fā)布會；錦富新材持股25%的蘇州格瑞豐在中科院蘇州納米所技術平臺支撐下，石墨烯材料在導電、導熱等應用方面性能已處于領先水平，中試線已開始建設。