上海微系统所在层数可控石墨烯薄膜制备方面取得进展

分享到:

近期,中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室SOI材料课题组在层数可控石墨烯薄膜制备方面取得新进展。课题组设计了 Ni/Cu体系,并利用离子注入技术引入碳源,通过精确控制注入碳的剂量,成功实现了对石墨烯层数的调控。相关研究成果以Synthesis of Layer-Tunable Graphene:A Combined Kinetic Implantation and Thermal Ejection Approach 为题作为背封面(Back Cover)文章发表在Advanced Functional Materials 2015年第24期上。

石墨烯以其优异的电学性能、出众的热导率以及卓越的力学性能等被人们普遍认为是后硅CMOS时代延续摩尔定律的最有 竞争力的电子材料,拥有广阔的应用前景。然而,针对特殊的应用需求必须对石墨烯的层数进行精确控制。上海微系统所SOI材料课题组围绕石墨烯层数控制问 题,结合Ni和Cu在CVD法中制备石墨烯的特点,利用两种材料对碳溶解能力的不同,设计了Ni/Cu体系(即在25 μm厚的Cu箔上电子束蒸发一层300 nm的Ni ),并利用半导体产业中成熟的离子注入技术将碳离子注入到Ni/Cu体系中的Ni层中,通过控制注入碳离子的剂量(即4E15 atoms/cm2剂量对应单层石墨烯,8E15 atoms/cm2剂量对应双层石墨烯),经退火后成功实现了单、双层石墨烯的制备。

与 传统的CVD制备石墨烯工艺相比,离子注入技术具有低温掺杂、精确的能量和剂量控制和高均匀性等优点,采用离子注入法制备石墨烯单双层数仅受碳注入剂量的 影响,与气体的体积比、衬底厚度以及生长温度无关。此外,离子注入技术与现代半导体技术相兼容,有助于实现石墨烯作为电子材料在半导体器件领域真正的应 用。

该研究得到了国家自然科学基金委创新研究群体、优秀青年基金、中国科学院高迁移率材料创新研究团队等相关研究计划的支持。

1

图:Advanced Functional Materials 背封面(左);研究论文的实验过程及制备的单、双层石墨烯的各项性能表征(右)

继续阅读
印刷石墨烯墨水为天线,无线传感器等铺平道路

科学家们已经移动了石墨烯 - 这种极其坚固且导电的单原子厚碳片 - 是从实验室工作室新奇到商业上可行的新电子应用材料的重要一步。

石墨烯带来不一样的半导体制造方法

2016年,全球半导体销售额达到最高,为3390亿美元。与此同时,半导体产业在芯片上的投入约为72亿美元,作为微电子元件的基板,这些芯片可以用来制作晶体管、发光半导体和其他电子元器件。

这回真下狠本了:中科院斥资3000亿研发5G芯片

面对5G无线通信技术的巨大风口,科技国家队终于出手了。记者今天从中国科学院获悉,今年该院将斥资3000万元,用18个月的时间,部署面向新一代移动通信的5G芯片产业化项目,以建成具有自主知识产权的5G芯片和网络关键技术创新链。

太赫兹基础从实验室走出来还要多久?

2004年,太赫兹(THz,10¹² Hz)技术首次被美国提出,并且被列为“改变未来世界的十大技术”之一,一时间,全球学术界的专家将目光投向了这一名不见经传的技术。现在,十年过去了,业界对太赫兹的认知逐渐加深,不少专家更加确信太赫兹将颠覆未来绝大多数行业,甚至还有人认为太赫兹将是6G或者7G通信的基础...

石墨烯技术让芯片提速对无线好处更大

尽管目前石墨烯技术仍存在短板,但是在未来,这项技术或许会为芯片及相关行业带来一场革命性的改变。