欧洲石墨烯旗舰项目开发了一种分析石墨烯的新方法

欧洲石墨烯旗舰项目开发了一种分析石墨烯的新方法，利用该方法可以提高石墨烯产量并优化器件。

石墨烯的太赫兹成像为其实现工业化铺平了道路。如同X射线扫描对非侵入性医疗方法的革新一样，太赫兹光谱可以穿透石墨烯薄膜，使科学家能够在不损坏或污染原材料的情况下，绘制出该材料详细的电气特性图。

据麦姆斯咨询报道，目前，欧洲石墨烯旗舰项目（Graphene Flagship）汇集了学术界和工业界的研究人员，以开发和完善这种分析技术，现已开发了一款新颖的石墨烯表征测量工具。

该研究得益于石墨烯旗舰项目欧洲联盟提供的协作环境，及其合作伙伴，他们分别是来自丹麦技术大学（DTU）、意大利理工学院（IIT）、芬兰阿尔托大学（Aalto University）、爱思强公司（AIXTRON）（英国部）、比利时微电子研究中心（imec）、西班牙Graphenea、波兰华沙大学（Warsaw University）和法国Thales R&T的科学家，以及在中国、韩国和美国的合作者。

他们的最新研究成果发表在2D Materials杂志上。

石墨烯的太赫兹成像为其实现工业化铺平了道路
（来源：石墨烯旗舰项目）

质量评估简单化

石墨烯通常被“夹在”许多不同的层和材料之间，用于电子和光子器件。这使石墨烯的质量评估过程变得复杂。然而，太赫兹光谱可使其简单化。它可以对封装后的材料进行成像，并揭示其下方石墨烯的质量，从而暴露出石墨烯制造过程中关键点的瑕疵。

石墨烯的质量控制至关重要。得益于石墨烯旗舰项目的先驱性发展，如石墨烯和层状材料的卷对卷生产等，石墨烯的制造技术已准备迈进新阶段。太赫兹光谱可以在不影响石墨烯质量的情况下提高其产量。

石墨烯旗舰项目合作伙伴丹麦技术大学的Peter Bøggild表示：“我们需要这种技术以达到石墨烯旗舰项目的高通量生产水平。我们有信心，太赫兹光谱技术在石墨烯制造中的应用将会像医院的X射线扫描一样普遍。事实上，利用太赫兹光谱，甚至可以无需接触，轻松测绘米级石墨烯样品，这是其它一些哪怕最先进的技术所无法实现的。”此外，石墨烯旗舰项目目前正在研究如何将太赫兹光谱直接应用到卷对卷石墨烯生产线上，并加快其成像速度。

不同行业知识的碰撞是这一成就的关键点。石墨烯旗舰项目中的学术界研究人员与领先的石墨烯制造商进行了密切合作，例如石墨烯旗舰项目合作伙伴爱思强公司、Graphenea和比利时微电子研究中心等。

Bøggild表示：“这是确保我们的解决方案适用于最终用户、生产石墨烯和层状材料企业的最佳方式。我们的论文所展示的是一个全面的案例研究过程，其中突出了太赫兹光谱技术在质量控制中的多功能性和可靠性，并指导同行将该技术应用于众多工业相关的基板，如硅、蓝宝石、碳化硅和聚合物等。”

制定标准

制定标准是开发任何新材料的重要步骤，以确保该新材料是安全和纯正的，并提供可靠且一致的性能。这就是石墨烯旗舰项目拥有一个专门工作小组的原因，该工作小组致力于石墨烯测量、技术分析以及制造流程等的标准化制定。

在石墨烯旗舰项目标准化委员会的努力下，这种太赫兹光谱新方法有望成为标准技术规范。

新技术适用于许多工业基板，如硅、蓝宝石、碳化硅和聚合物等
（来源：石墨烯旗舰项目）

“这无疑将加速这项新技术的应用，因为它将给出如何以可重复的方式对石墨烯样品进行分析和比较，太赫兹光谱使用户对石墨烯产品的信赖度又向前迈了一步。”这项研究的合著者、石墨烯旗舰项目合作伙伴，丹麦技术大学的Peter Jepsen表示。

该论文合著者、石墨烯旗舰项目合作伙伴Graphenea的科学总监Amaia Zurutuza说：“在Graphenea，我们确信太赫兹成像可以促进质量控制技术的发展，该技术能够满足生产吞吐量的需求，并提供石墨烯相关的质量信息，这对于我们成功实现石墨烯的工业化是至关重要的。”

石墨烯旗舰项目标准化委员会主席Thurid Gspann表示：“这种太赫兹光谱技术有望被业界广泛应用。它不需要任何特定的样品制备，是一种能够高效分析大面积区域的测绘技术。”

石墨烯旗舰项目电子与光子集成部门负责人Marco Romagnoli补充道：“这种用于晶圆级应用的太赫兹光谱工具是一种先进的高TRL（thru-reflect-line）系统，可以表征含有化学气相沉积（CVD）石墨烯的晶圆上的多层堆叠。该方法工作时间短，精度高，并可提供研究所需的主要参数，如载流子迁移率、电导率、散射时间和载流子密度等。这项高价值的技术成就，同样是石墨烯旗舰项目等大型合作项目优势的证明。”

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