韓國基礎科學研究院(IBS)成功制成了豎向10cm大小的單晶二維白色石墨烯。
此前在制造成幾? 的尺寸上受限的二維單晶材料,可以直接應用在半導體制作工廠上,成功實現大面積化生產,預計繼硅之后的新一代半導體時代的到來又提前了一步。
IBS多維碳材料研究團隊丁峰課題組長和研究員 (圖片來源:inews24)
IBS多維碳材料研究團隊丁峰教授課題組(UNIST杰出教授)5月23日發布稱,課題組與中國、瑞士研究團隊一起成功實現了將單晶二維白色石墨烯(h-BN,六方晶系氮化硼)最大實現100?的大面積生產。
二維單晶材料的開發是實現像報紙一樣可以卷曲的低耗電量·、高性能的可卷曲顯示商用化必備的核心技術。
為了實現可卷曲顯示的商用化,需要能代替堅硬的硅材料的二維材料。這種材料的厚度僅有1~2個原子層的厚度,薄型且具有伸縮性。目前為止,在石墨烯外尚沒有將能實現二維單晶材料商用化的尺寸進行大面積生產的案例。
研究團隊通過模擬研究,先找到了合成公式,即使用比要合成的材料表面對稱性低的基板即可實現多種二維單晶材料的大面積催化。并據此,使用表面對稱性比石墨烯低的銅基板,成功實現大面積化。
白色石墨烯 (圖片來源:互聯網)
僅靠導體石墨烯無法實現半導體,但將導體石墨烯與絕緣體白色石墨烯層層堆積,不需要另外的工程,即可制作數個原子層厚度的既薄又有伸縮性的高性能·低耗電的新一代半導體。
研究團隊發現的大面積化的合成公式為:使用比要合成的物質的表面對稱性低的基板,就能制造出原子的排列比較均一的單晶材料。”
6方晶系氮化硼(h-BN)實現硼(B)元素和氮(N)元素的三角形形態,每旋轉120°時就會出現相同的形狀,具備3軸對稱性。研究團隊制作出表面對稱性為二軸的銅基板,在其上面催化出h-BN,即成功制造出大面積的單晶材料。
預計該技術也將對此前雖然性能優秀但大面積化困難的其他材料的商用化有幫助。
IBS研究組長丁峰稱“二維材料本身已經非常優秀,若將幾個材料層層堆積使用時,共同的效果更加明顯。”,并稱“繼硅之后新一代半導體市場的門已經打開,將有助于實現目前還無法想象的具備新物性的電子設備。”
該研究結果發布在Nature雜志23日網絡版上。
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原文標題:材料 | 可卷曲商用化又近一步,韓研院合成大面積白色石墨烯成功
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