行业要变天？全球首个石墨烯半导体在中国诞生！
1月3日，Nature网站刊发了一篇名为名为《碳化硅上的超高迁移率半导体外延石墨烯》的论文，作者是来自国内天津大学的研究团队，根据论文内容，团队创造了世界上第一个由石墨烯制成的功能半导体。
翌日，二级市场石墨烯概念股出现异动，德尔未来早盘期间涨幅一度逼近10%。东方碳素、华丽家族、宝泰隆、东方材料，贝特瑞等跟涨。
石墨烯性能优异
石墨烯（Graphene）是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，被认为是一种未来革命性的材料。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法、薄膜生产方法及化学气相沉积法（CVD）。
石墨烯产业链的上游为石墨矿资源及生产设备；中游为石墨烯薄膜和石墨烯粉体制造；下游主要的应用以新能源、涂料、大健康、节能环保、化工新材料、电子信息等六大产业。
目前，石墨烯产品主要为石墨烯粉体和石墨烯薄膜。石墨烯粉体主要应用于防腐涂料、锂电池、超级电容、导热塑料、消费电子散热片等行业;石墨烯薄膜主要在导热膜、柔性显示、传感器、集成电器等行业有较为广泛的应用。
石墨烯半导体获突破
随着摩尔定律走向极限，传统硅材料在晶体管的制造上遇到了瓶颈，现代研究发现，当硅材料尺寸小于10纳米时，用它制造出的晶体管稳定性会变差。因此，各方都在寻找替代硅的半导体制造材料。
如前文所述，石墨烯是未来制备传输速度更快、体积更小、更节能的电子元件的理想材料，并且制备石墨烯的原料理论上可以无限供应，有广阔的研究前景。
但是，石墨烯既不是半导体也不是金属，而是半金属，没有合适的“带隙”（导带的最低点和价带的最高点的能量之差），无法在施加电场时以正确的比率实现打开和关闭——这是困扰石墨烯相关半导体研究的最大障碍。在过去的二十年里，人们一直试图通过量子限制或化学功能化来改变带隙，但都未能制备出可行的半导体石墨烯。
马雷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，这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。研究发现，这是典型的半导体特性即所谓的半导体石墨烯。测量表明，它在室温下具有硅的10倍以上的迁移率。
马雷表示，这项研究对未来石墨烯电子学真正走向实用化，搬掉了最大的石头。这种材料如果投入工业应用，在成本上，基本可比拟现在市面上的半导体制造材料，而性能将更加优越。
但是，研究距离工业化落地还需时间积淀。马雷估计，预计还要10到15年，才能真正能看到石墨烯半导体完全落地。目前马雷和他的团队正在努力尝试让石墨烯半导体材料长在更大尺寸的碳化硅衬底上。
德尔赫斯石墨烯科技（苏州）有限公司是德尔未来的全资子公司。产业总投资超10亿元人民币，石墨烯储量6500万吨，占全国10%。是国内首批从事石墨烯制备开发、石墨烯产品应用开发的高科技企业。旗下拥有4家研发平台：厦门烯成、无锡惠诚、重庆两江及德尔亚洲碳谷，打造国内最大的石墨烯研发中心。
·ACMI·
新媒体矩阵Media Matrix
公众号改版后，有读者朋友反映经常错过化工新材料的最新推文。为了方便您能在第一时间收到热点资讯，建议您将化工新材料「设为星标」，热点资讯即刻掌握！