天津大学造出首个石墨烯半导体 室温中比硅快10倍

全球首个由石墨烯制成的功能半导体最近由中国天津大学研究团队提出并正式问世，这篇名为《碳化硅上的超高迁移率半导体外延石墨烯》论文已发表于权威科学期刊《自然》（Nature）杂志上。

据《快科技》报导，半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，石墨和石墨烯有关的材料广泛应用在电池电极材料、半导体器件、晶体管等方面。

石墨烯又称单层石墨，是由碳原子以sp2混成轨域组成6角蜂巢晶格的平面薄膜材料，其厚度仅相当于1个碳原子的直径。它被半导体界认为是导热及导电性极佳的透明奈米材料，其电阻率比铜或银更低，可用来发展出更薄、导电更快的新一代电子元件。

石墨烯用来制作晶体管时，由于结构的稳定性极高，晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。相比之下，以硅为材料的晶体管在10奈米以下，稳定性会变差。

报导说，主导这次《碳化硅上的超高迁移率半导体外延石墨烯》研究的是天津大学研究团队，根据论文摘要，由马雷领导的研究团队使用特殊熔炉在由有机薄膜覆盖的碳化硅晶圆上生长石墨烯时生产了大面积单晶类石墨烯材料。由于它是一种在碳化硅晶面上生长的物质，结构外延石墨烯几乎一样但是没有较好的导电性。

据测量数据表明，这种半导体石墨烯在室温具有硅的10倍以上的迁移率。

马雷研究团队表示，该研究对未来石墨烯电子学真正走向实用化具有重大意义。不过距离石墨烯半导体完全落地，估计还要10到15年。

石墨烯曾被认为只是一种假设性的结构，无法单独稳定存在。直至英国曼彻斯特大学物理学家安德烈.海姆（Andre Konstantin Geim）和康斯坦丁.诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）于2004年成功地从石墨中分离出石墨烯，才证实它可以单独存在。两人亦因这「在二维石墨烯材料的开创性实验」，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。