”芯“成果——碳化硅上生长的超高迁移率半导体外延石墨烯

2024年1月3日，一篇名为《碳化硅上生长的超高迁移率半导体外延石墨烯》（Ultrahigh-mobility semiconducting epitaxial graphene on silicon carbide）研究论文发表在《Nature》上。该项科技成果是由天津大学的纳米颗粒与纳米系统国际研究中心主导（Tianjin International Center for Nanoparticles and Nanosystems，简称TICNN），与佐治亚理工学院物理学院的科研团队共同合作完成。

TICNN目前主要研究领域涉及石墨烯电子学及其它二维材料的相关物理、化学和材料科学研究以及团簇物理研究和相关的科研仪器研发。

自从2004年单层石墨烯被分离出来起，关于二维石墨烯的研究爆炸性增长。石墨烯具有非常优异的性质（首个被发现可在室温下稳定存在的由单层原子或分子组成的晶体，具有优异的光学、电学、力学特性），在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等领域具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料，然而其零带隙特性使得它在电子元件中的应用受到了限制。科研人员用20年时间终于成功地攻克了长期以来阻碍石墨烯电子学发展的关键技术难题——打开了石墨烯带隙！

外延石墨烯是一种超高纯石墨烯，它是在感应加热炉中将碳化硅单晶加热到高温后在碳化硅表面生长形成的。外延石墨烯纳米电子学可充分利用电子的波动性，因此极有可能成为未来量子计算硬件制造所需的理想材料。同时，外延石墨烯电子学器件还具有远低于传统硅电子学器件的功耗（具有比硅高10倍的迁移率），及显著提高的运行速度。其最为工业界瞩目的一大特点是外延石墨烯纳米电子学器件可在传统器件工艺基础上稍加改进即直接投入生产，无需再额外开发全新的制备工艺。因此，外延石墨烯纳米电子学器件具有极大的实用价值和推广潜力。

碳化硅上生长的外延石墨烯制成的功能半导体，可以应用于更小、更快的电子设备，并可能用于量子计算。因此，这一突破被认为是开启了“石墨烯纳米电子学”大门，是石墨烯芯片制造领域的重要里程碑！

《参考消息》评价——根本性变革或将到来！

佐治亚理工学院的Walt de Heer说——这是“莱特兄弟时刻”！

对此你怎么看，欢迎评论区讨论！

【END】

审核编辑 黄宇