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石墨烯国外行业动态:富士通制出全球热导最好的碳纳米管板/不会开裂的石墨烯基晶体管问世/石墨烯纳米发电机实现高效无线传输

2018-01-02

1.最锋利的石墨烯纳米“镊子”成功制备,可高效捕获生物分子
明尼苏达大学科学与工程学院的研究人员用石墨烯材料制成了微小的电子“镊子”,它能以极高的效率抓住漂浮在水中的生物分子,比以往所有技术都有效,它的出现可能会给手持式疾病诊断系统带来革命性发展。
“镊子”其实是一种探针,通过介电电泳进行分子捕获。石墨烯片厚度薄,它的边缘是最锐利的探针,可解决以往金属电极太钝的问题。所以研究人员将薄的二氧化铪绝缘材料夹在金属电极和石墨烯之间,创建夹层结构的石墨烯镊子。这种原子镊子可以用来捕获、感知和释放生物分子,对于医疗诊断来说具有巨大的潜力。
2.世界上热导性最好的碳纳米管板问世
富士通实验室成功研制出具有世界顶级散热能力的高热导率碳纳米管板这种板材由垂直定向的纯碳纳米管组成,具有优秀的热导率和耐热性。
实验室研究人员通过精确控制操作温度和压力,使碳纳米管在垂直方向进行密集均匀的排列生长,并在2000摄氏度以上的温度下进行热处理的板成型,利用这些技术制造出的散热片的散热性能是目前使用铟材料的三倍,具有世界上最好的散热性能。
3.新型石墨烯异质结制作方法
异质结是构成微电子器件的基本构件,在硅的基础上已经发展到极限。现在,研究人员研发出一种新的异质结合成方法,并用纳米带石墨烯条带成功制得微纳米尺度精确性极佳的异质结,实现了原子级别的控制合成。
异质结的形成依赖于两种不同分子的前聚体,分子的前聚体会产生两个相应的纳米带,这些纳米带会与衬底表面的随机点连接在一起。研究人员结合石墨烯生长自下而上的特点,开发了一种可以对前聚体完全控制的方法来得到精确结构的异质结。但是合成过程需要超高真空和高温条件以及金质基底,所以这种方法暂时只在实验室阶段。 4.石墨烯复合材料新发现——可实现无线传输能量和信号
最新美国Clemson大学的研究人员研发出摩擦纳米发电机,这种电机不仅可利用环境中的废弃机械能,还可以无线传输能量和信号。这种由新型石墨烯和聚乳酸制成的无线电力传输设备是第一台可以无线传输的可再生能源发电机,可为未来物联网夯实基础。
研究人员利用基本的晶体对称性原理,设计出这种石墨烯纳米复合材料。他们深知材料的摩擦或压电性质由材料的晶体学对称性决定,所以采用聚乳酸这种含有两个不对称碳原子的材料复合石墨烯制成具有不对称性的聚合物复合材料,并将它嵌入到可以提供的电压且能够将无线传输到远程设备的发电机中。最终得到能轻易产生2400V的电场,并可传输3米以上的二进制代码的传送能力,这种设备的产生将会促进物联网发展进程加快。
5.电子产业的福音:我国研发出碳纳米管手性可控合成技术
东北大学的Toshiaki Kato教授团队近期找到控制单壁碳管手性的制备方法,解决了领域内困扰科学家25年的大难题。
单壁碳纳米管有数百种,但只有少数可以选择性地合成。通过与东京大学合作,Toshiaki Kato教授团队改进方法,通过调节等离子体进行化学沉积,控制Co催化剂的氧化程度改变催化剂间的结合能,使生长具有选择性,最终得到了手性的单壁碳纳米管。莱斯大学的教授肯定了这项工作的实用性,并认为这将对电子产业可能带来极大的突破。
6.具有弹性的石墨烯基晶体管问世,解决应用难题
石墨烯电子器件的应用缺点是容易产生裂纹,但最近斯坦福大学的研究人员找到了克服这个缺点的办法,并创造出迄今为止最具弹性的碳基晶体管。
这个研究团队的创新点在创造了石墨烯纳米卷,它们是在石墨烯从一个基板移动到另一个基板的湿转移过程中自然形成的。研究人员将这些石墨烯纳米卷堆叠在石墨烯层之间,形成一种新式组合,使石墨烯导电的优异性能可充分发挥。并且这种组合使晶体管具有高度透明性和可拉伸性,因此在高应力作用下,即使石墨烯薄片出现裂缝,石墨烯卷仍能继续提供导电的路径。相较于其他导体,这种碳基晶体管表现出强大的优势。

(来源:新材料在线 )



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