文档介绍：石墨烯的应用前景分析
石墨烯的应用前景：引言
碳原子呈六角形网状键合的材料“石墨烯”具有很多出色的电特性、
热特性以及机械特性。具体来说，具有在室温下也高达及法国 CNR的研究人员已经制造出超快锁模石墨
烯激光器。由于石墨烯为零能隙的半导体,这项研究成果不仅令人意
外,而且显示了石墨烯在光电器件上大有可为。
(4)、纳电子器件
石墨烯是纳米电路的理想材料,也是验证量子效应的理想材料。
但是由于完整的石墨烯基本没有带隙,极大地限制了它在半导体器件上的应用,所以为石墨烯开启一个带隙,是一件非常重要的课题。近来
研究表明,一维尺度受限的石墨烯纳米带具有一定的带隙,可以获得
高性能的晶体场效应管,增加芯片速度与效能、降低耗热量。然而,
制备宽度小于 10nm的石墨烯纳米带是非常困难的问题。
在纳电子器件方面石墨烯的可能应用包括:电子工程领域极具吸
引力的室温弹道场效应管;进一步减小器件开关时间,THz超高频率
的操作响应特性;探索单电子器件在同一片石墨烯上集成整个电路。
据美国物理学家组织网 2010年 6月 10日报道 ,美国科研人员
利用石墨烯制造纳米电路领域取得突破性进展。设计出了简便、快速
的纳米电线制造方法,能够调谐石墨烯的电学特征,使氧化石墨烯从
绝缘物质变成导电物质。
美国曼彻斯特大学的研究人员用石墨烯制成了分子级电子电路。
石墨烯可以被刻成拥有单个晶体管的电子电路,其尺寸不比分子大多
少,晶体管尺寸越小,其功能越强。研究人员还表示,从氧化石墨烯到
石墨烯的简单转换是制造导电性纳米线的重要途径,其不仅可应用于
软性电子学领域,还有望用于生产与生物兼容的石墨烯电线,可被用
于测量单个生物细胞的电子信号。
(5)、优良的太阳能电池
因为石墨烯是透明的,用它制造的电板比其他材料具有更优良的
透光性。透明的石墨烯薄可制成优良的太阳能电池。美国鲁特格大学
开发出一种制造透明石墨烯薄膜的技术,这是一种几厘米宽、1～5nm
厚的薄膜。石墨烯薄膜是一种平坦的单原子碳薄,可用于取代透明导电的 ITO电极用于有机太阳能电池。这些薄膜还用于取代显示屏中的
硅薄膜晶体管。石墨烯运送电子的速度比硅快几十倍,因而用石墨烯
制成的晶体管工作得更快、更省电。美国南加州大学的研究人员开发
了一种柔性碳原子薄膜透明材料,并用它制作出有机太阳电池。
(6)、单分子传感器
美国伦斯勒理工学院的研究者最近发表的三项新研究成果表明
石墨烯应该用于制造风力涡轮机和飞机机翼的增强复合材料。石墨烯
可用作吸附剂、催化剂载体、热传输媒体,可制成具有精细结构的电
子元件,应用于电池/电容器,即使在生物技术方面也可得到应用。
2010年,美国莱斯大学利用该石墨烯量子点,制作单分子传感
器。莱斯大学将石墨烯薄片与单层氦合形成石墨烷。氦使导电