科普專欄 / Information

韓國研究團隊開發新型石墨烯量子點制造技術

據悉,韓國蔚山國立科技研究所(UNIST)的一個研究小組已經開發出了一種技術,能有效制造石墨烯量子點,而這是一種超細半導體粒子。

UNIST自然科學系Shin Hyun-seok教授于1月16日表示,他所帶領的團隊成功開發了一種二維平面複合材料制造技術,該技術可将石墨烯量子點有規律的排列在單層六方氮化硼(一種氮和硼以六邊形蜂窩形狀組合的材料)中。Shin指出:“這種基于石墨烯量子點的單電子晶體管将被應用于進行低功率快速信息處理的電子設備。”

石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料。石墨烯量子點是尺寸為幾納米(1納米等于十億分之一米)的半導體納米顆粒,并且它們還具有在電流通過或光線照射時發光的特性。這些顆粒因作為下一代顯示器、生物成像以及傳感器的未來材料而廣受關注。它們還可以應用于下一代量子信息通信技術,該技術能快速處理信息,但是使用更少的電力。

到目前為止,石墨烯量子點是通過物理和化學反應剝離薄層石墨塊而制成的。而在Shin團隊進行的研究種,難以獲得所需尺寸的石墨烯量子點,并且附着在邊緣上的各種雜質還阻礙了電子的流動。結果就是,很難充分利用石墨烯量子點的固有電學和光學特性。

Shin教授的研究小組通過在二氧化矽(SiO2)襯底上放置鉑納米顆粒,随後通過甲烷(CH4)氣體對其進行熱處理,最後解決了這一難題。最終,可通過鉑顆粒的尺寸決定石墨烯量子點的尺寸,而石墨烯量子則點規則地排列在原子層的六方氮化硼内。

研究團隊通過該技術制作了均勻的石墨烯量子點陣列,同時還能将石墨烯量子點的尺寸調整為7 nm至13 nm。

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