新聞訊息 - 中華民國微系統暨奈米科技協會

石墨烯(graphene)由於具備獨特的電子及力學性質，非常適合用來製造超快電晶體及單分子感測器。然而在實際應用上，石墨烯必須先沉積在基板上，此舉卻可能嚴重降低石墨烯效能。最近，德國及荷蘭的科學家們發現以雲母作為基板，可使石墨烯電子結構維持不變。

「神奇材料」石墨烯是由具有六角晶格的平面碳原子所組成，最近成為熱門研究材料，很多人相信未來它將取代矽成為新的電子學材料。石墨烯中的電荷載子能以非常高的速度運動，因此電導率極高，尤其適合高速元件。

石墨烯的缺點之一是它有波紋，拉緊的保鮮膜也有類似現象。這是材料本身的張力所造成，而基板上表面結構可能會加劇此波紋。這些波紋高約1 nm，長度約在10到25 nm左右，它們會產生等效電磁場，改變局部位能進而限制電荷載子運動速率，導致材料的電子性質變差。

雲母是一表面相對平滑的矽酸鹽礦物質，因其良好的物理、化學及熱性質而被廣泛地使用於電子學上，並有著低功率損耗和高介電常數及介電強度，能承受高電壓的作用。荷蘭Radboud大學的Mikhail Katsnelson與在德國漢堡的研究人員採用密度泛函理論(density functional theory)，計算出當石墨烯沉積於雲母時，其電子結構將幾乎維持不變。

他們發現石墨烯與雲母之間的作用力並非單純的凡得瓦力，在石墨稀與雲母不同帶電的表面間有電荷轉移發生。此電荷轉移大幅增加了兩種材料表面間的作用力，有助於抑制或抹平石墨烯上的波紋。

研究成員Alexander Rudenko表示，以雲母作為石墨烯的基板在電子應用上有許多優點，譬如其表面結構相對平滑、介電性質良好以及與石墨烯的交互作用強。該團隊目前計畫研究石墨烯在其他基板例如氧化矽或氮化硼上的行為。詳見ttp://arxiv.org/abs/1009.2669。

原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/43918

譯者:劉家銘(成功大學物理系)
責任編輯:蔡雅芝

• 相關附件: