美科學(xué)家設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)便快速的納米電線制造方法
2010-06-13 來(lái)源：中國(guó)聚合物網(wǎng)
據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)6月10日?qǐng)?bào)道，美國(guó)一聯(lián)合研究小組稱，他們?cè)诶檬┲圃旒{米電路領(lǐng)域獲得了突破：設(shè)計(jì)出了簡(jiǎn)便、快速的納米電線制造方法，能夠調(diào)諧石墨烯的電學(xué)特征，使氧化石墨烯從絕緣物質(zhì)變成導(dǎo)電物質(zhì)。這被認(rèn)定為石墨烯電子學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)，相關(guān)研究報(bào)告發(fā)表在6月11日出版的《科學(xué)》雜志上。
納米電路的研究人員之所以對(duì)于石墨烯的研究頗具熱忱，是因?yàn)榕c硅相比，電子在石墨烯內(nèi)移動(dòng)時(shí)會(huì)受到更小的阻力，而硅晶體管的尺寸也已經(jīng)接近了相關(guān)物理定律的極限。雖然石墨烯納米電子學(xué)可比硅基電子學(xué)速度更快且消耗更少的能量，但此前無(wú)人知曉如何制造可擴(kuò)展或可重復(fù)的石墨烯納米結(jié)構(gòu)。
研究小組測(cè)試了2種氧化石墨烯，一種由碳化硅制成，另一種則由石墨粉構(gòu)成。研究人員使用了熱化學(xué)納米光刻技術(shù)以提升納米量級(jí)的石墨烯的溫度，從而設(shè)計(jì)出類似石墨烯的納米電路。當(dāng)溫度達(dá)到130攝氏度時(shí)，氧化石墨烯變得更具傳導(dǎo)性，并能從絕緣物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邆鲗?dǎo)性的納米線等石墨烯類似物質(zhì)。這些性能都是該技術(shù)頗具成效的標(biāo)志。
喬治亞理工學(xué)院物理系副教授愛麗莎·雷多談道：“研究表明，通過(guò)使用原子力顯微鏡的尖端局部加熱絕緣的氧化石墨烯，我們可將納米線的大小降至12納米，并能將它的電子特性調(diào)諧至4個(gè)傳導(dǎo)量級(jí)以上。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也并未出現(xiàn)尖端磨損或是石墨烯樣本損壞的情況！
伊利諾伊大學(xué)香檳分校機(jī)械科學(xué)和工程系的副教授威廉·金也認(rèn)為新技術(shù)有三大優(yōu)勢(shì)：一是整個(gè)過(guò)程只需一步完成，單純通過(guò)納米加熱就可將絕緣氧化石墨烯轉(zhuǎn)化為功能性導(dǎo)電材料；二是此技術(shù)可適用于多種類型的石墨烯；三是新技術(shù)效率極高，可在極短時(shí)間內(nèi)合成納米結(jié)構(gòu)，對(duì)納米電路的制造十分有益。
研究人員還表示，從氧化石墨烯到石墨烯的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換是制造導(dǎo)電性納米線的重要途徑，其不僅可應(yīng)用于軟性電子學(xué)領(lǐng)域，還有望用于生產(chǎn)與生物兼容的石墨烯電線，可被用于測(cè)量單個(gè)生物細(xì)胞的電子信號(hào)。
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