石墨烯在電子領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
科學(xué)界已證實(shí),一個(gè)原子厚度石墨烯的諸多獨(dú)特性能,已打破材料王國(guó)多項(xiàng)記錄。石墨烯是世界上已知硬度最高的材料,幾乎完全透明,具有高達(dá)5300
W/m·K 的熱導(dǎo)系數(shù)和高達(dá)1.5×104 cm2 / Vs 的電子遷移度和出色的機(jī)械強(qiáng)度;像塑料一樣透明但性能好于塑料;導(dǎo)電、導(dǎo)熱好于任何金屬;具有不可滲透性,可用做防滲膜;具有化學(xué)惰性和穩(wěn)定性。這使之成為新一代透明導(dǎo)體的理想材料。
由于用于氧化銦錫(ITO)造價(jià)高昂,而且銦具有脆性,石墨烯成為可替代氧化銦錫理想材料,可用于顯示器和觸摸屏。將石墨烯電極用于顯示屏,有望帶來(lái)柔性、可折疊、摔不破的智能手機(jī)和其他可重塑形電子。由于受到晶體管很難變得更加小型化的限制,目前用于集成電路的互補(bǔ)金屬氧化物(CMOS)技術(shù)正在快速達(dá)到其技術(shù)極限。由歐洲、日本、韓國(guó)、臺(tái)灣、美國(guó)5 個(gè)主要的芯片制造地區(qū)發(fā)起的國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖(ITRS),已將石墨烯列為后硅電子可能的替代材料。
一個(gè)原子厚度的石墨烯有望最終帶來(lái)顛覆性的新一代柔性電子器件。因?yàn)榛谒芰匣蚣垙埖碾娮悠骷杀靖鼮榈土?。利用石墨烯制備一些無(wú)源器件,例如,電阻器、電容器和天線等,以及制備二極管或簡(jiǎn)單的場(chǎng)效應(yīng)晶體管,有望帶來(lái)可在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行的柔性電路。
利用石墨烯制成超薄、柔性電子有望進(jìn)行模塊化集成,從而帶來(lái)超薄的移動(dòng)器件。石墨烯超強(qiáng)承受機(jī)械應(yīng)變性能,將使得超薄移動(dòng)器件可折疊、堅(jiān)不可破。通過(guò)在集成電路系統(tǒng)中引入一些基于石墨烯的全新功能,即通過(guò)引入分布式傳感器、制動(dòng)器和控制器等,有望帶來(lái)家庭自動(dòng)化、環(huán)境控制和辦公室自動(dòng)化,使得生活更加美好、健康、舒適,也將為老年人、一線工人提供足夠的設(shè)施和安全保障。