石墨烯在电子器件研究中的应用
石墨烯在电子器件中的应用
石墨烯在电子器件中的应用石墨烯,由一个碳原子层面组成的二维晶体结构,在近年来备受科学家们的关注。
因其独特的物理和化学特性,石墨烯被广泛认为是未来电子器件中的潜在材料。
本文将重点讨论石墨烯在电子器件中的应用。
一、石墨烯的基本特性石墨烯是由碳原子通过共价键相连而构成的二维晶体结构。
它具有高度的导电性、热导性和机械强度,以及优异的光吸收性能。
此外,石墨烯具有极高的表面积,可以提供丰富的活性位点,使其在电子器件应用中具有巨大潜力。
二、石墨烯在输运器件中的应用1. 晶体管(Transistor)传统晶体管是电子器件中最基本的构建单元,石墨烯作为一种理想的载流子传输介质,可以用来替代传统的硅材料。
石墨烯的高电子迁移率和优异的导电性能使其在晶体管中可以实现更高的开关速度和更低的功耗。
2. 过程器(Processor)过程器是计算机的核心组件,其性能直接影响着计算机的整体速度和效率。
石墨烯在过程器中的应用可以大幅提升计算速度和处理能力。
石墨烯晶体管的小尺寸和高频率特性使得它具备了更高的集成度和更快的信号传输速率,可以实现更复杂的计算任务。
三、石墨烯在存储器件中的应用1. 随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)RAM是计算机存储器的重要组成部分,用于存储数据。
石墨烯作为一种优异的导电材料,可以用来构建非易失性存储器。
通过石墨烯的导电特性,可以实现更快的数据读写速度和更低的功耗。
2. 闪存存储器(Flash Memory)闪存存储器是一种常见的非易失性存储器,广泛用于计算机、手机等电子设备中。
石墨烯由于其高导电性和高度的稳定性,可以作为闪存存储器的存储介质。
利用石墨烯在不同电位下的电导率变化,可以实现更快的数据存储和更长的数据保持时间。
四、石墨烯在显示器件中的应用1. 有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)OLED是一种新兴的显示技术,具有较高的亮度、色彩鲜艳和较低的功耗。
纳米科技中的石墨烯应用介绍
纳米科技中的石墨烯应用介绍石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶体材料,厚度只有一个碳原子的厚度。
它具有许多独特的物理和化学特性,使其在纳米科技领域中应用广泛。
本文将介绍纳米科技中石墨烯的应用。
首先,石墨烯在电子器件方面有着重要的应用。
由于石墨烯具有高载流子迁移率、高电导率和高热导率等特性,它成为了制造晶体管、晶体管阵列和传感器等高性能电子器件的理想材料。
与传统的硅基材料相比,石墨烯的热稳定性更强,能够在更高的温度下工作。
此外,石墨烯还可以用于制造柔性电子器件,使得电子产品更加轻薄、柔韧。
其次,石墨烯在能源领域也有着诸多应用。
石墨烯作为一种高效导电材料,广泛应用于锂离子电池和超级电容器等能源存储装置中。
由于石墨烯具有大的比表面积和优异的电化学性能,能够提高能源存储装置的能量密度和循环寿命。
此外,石墨烯还可以应用于太阳能电池、燃料电池和光催化等领域,提高能源转换效率。
另外,石墨烯在材料加固方面也有着广阔的应用前景。
石墨烯被广泛用作增强材料的添加剂,可以大幅度提高材料的力学性能。
石墨烯的高强度和高刚度使其在制备复合材料中起到了很好的增强作用。
例如,将石墨烯纳米片添加到聚合物基体中,可以大幅度提高聚合物的强度和导热性能。
这种强化效果对于航空航天和汽车行业的应用尤为重要,有助于提高材料的轻量化和结构强度。
此外,石墨烯在生物医学领域的应用也备受关注。
石墨烯具有良好的生物相容性和生物降解性,可以作为药物载体在药物传递和缓释方面起到重要作用。
石墨烯纳米片可以用于制备纳米药物,可以通过控制石墨烯的尺寸和形状来调控药物的释放速率和靶向性。
此外,石墨烯的高导电性还可以用于生物传感器和医学成像等领域,提高传感器的灵敏度和图像的分辨率。
总之,纳米科技中石墨烯的应用非常广泛。
石墨烯在电子器件、能源存储、材料增强和生物医学等领域起到了重要作用。
随着对石墨烯材料性能的深入理解和制备工艺的不断改进,相信石墨烯的应用前景将会更加广阔,对于推动纳米科技的发展将发挥重要作用。
石墨烯材料在柔性电子器件中的应用研究
石墨烯材料在柔性电子器件中的应用研究近年来,随着科技的不断发展和创新,石墨烯这一新兴材料渐渐引起了人们的关注。
作为一种非常特殊的二维材料,石墨烯有着惊人的强度和导电性能,在材料科学、电子学、化学等领域都有着广泛的应用前景。
尤其在柔性电子器件方面,石墨烯的应用前景更加广阔,因为它具有超薄、柔韧、透明等特点,可以实现高灵活度的电子器件制作。
因此,石墨烯在柔性电子器件研究中的应用,也成为了当前材料科学领域的热门研究方向之一。
一、石墨烯的基础性质石墨烯是由碳原子组成的二维晶体,因为其几何结构特殊而备受瞩目。
在石墨烯中,碳原子呈六角形排列,构成了平面层,层与层之间由范德华力相互作用牢固连接。
同时,石墨烯具有很高的导电性能,因为其电子结构中存在着连续的π电子能带,形成了很大的电子输运通道。
此外,石墨烯具有很高的表面积和极好的化学稳定性,可以实现更好地电化学反应和催化效果。
二、石墨烯在柔性电子器件中的应用石墨烯作为新兴材料,已经逐步在柔性电子器件领域得到了广泛的应用。
1、柔性传感器石墨烯柔性传感器具有高灵敏度和高加速度响应,可以实现多种压力、温度、湿度等物理量的检测和监测。
同时,石墨烯传感器本身柔性,可以实现针对人体、机器人、智能家居等多种场景的布局和设备安装。
2、柔性电池石墨烯柔性电池具有高能量密度和长寿命等特点,可以实现低电压、高能量和长寿命的电子产品。
石墨烯作为柔性电池的电极材料,同时可以使电池具有较高的电导率和机械强度,因此在未来的柔性电子产品中得到了广泛应用。
3、柔性晶体管石墨烯晶体管是一种新兴的半导体材料,具有高电子运动度和短传输长度等特点,可以作为未来高速处理器的理想材料。
在柔性电子产品领域,石墨烯晶体管同样可以实现高速、高效率的数据处理和计算等功能。
三、石墨烯柔性电子器件面临的挑战与前景虽然石墨烯在柔性电子器件领域的应用前景广阔,但是也面临着一些挑战。
首先,石墨烯的生产和应用成本较高,目前还没有完全量产化。
石墨烯的应用
石墨烯的应用
石墨烯是一种具有单层碳原子排列成的二维晶格结构的材料,具有许多独特的物理、化学和机械性质,因此在多个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的石墨烯应用:
1.电子器件:由于石墨烯具有高电子迁移率、高载流子迁移率和优异的电导率,因此被广泛应用于电子器件中,如场效应晶体管(FET)、透明导电膜、逻辑电路等。
2.光学器件:石墨烯具有宽带隙和高吸收率的特点,可用于太阳能电池、光电探测器、激光器等光学器件中,提高光电转换效率和传感性能。
3.储能设备:石墨烯在锂离子电池、超级电容器等能量存储设备中具有重要应用。
其大表面积、高电导率和快速离子传输性能有助于提高能量密度和充放电速度。
4.传感器:石墨烯具有高比表面积和化学惰性,可用于气体传感器、生物传感器等传感器设备中,检测环境中的气体、生物分子等。
5.强化材料:石墨烯可以增强复合材料的力学性能,提高材料的强度、刚度和耐磨性,常用于航空航天、汽车制造、体育用品等领域。
6.生物医学:石墨烯在生物医学领域具有潜在应用,可用于药物输送、生物成像、组织工程等。
其生物相容性和表面修饰的可调控性使其成为生物医学材料的研究热点。
7.热管理:石墨烯具有优异的热导率和导热性能,可用于热界面材料、散热器、导热膏等热管理领域,提高热传递效率。
总的来说,石墨烯作为一种多功能的纳米材料,在电子学、光学、能源、生物医学和材料科学等领域都有着广泛的应用前景。
前沿材料在电子器件中的应用
前沿材料在电子器件中的应用随着科学技术的不断推进,人类对材料的需求日益增加。
特别是在电子领域,对高性能、高稳定性和低功耗的材料要求越来越高。
为了满足这些需求,人们不断寻找新的材料,其中不乏一些被称为“前沿材料”的神奇材料。
本篇文章将介绍几种前沿材料,并探讨它们在电子器件中的应用。
1. 石墨烯石墨烯是由一层厚度为一个原子的碳原子构成的二维材料。
它具有极高的电导率、热导率和机械强度,而且透明度高。
因此,石墨烯被广泛应用于透明导电膜、谷物的样品支架等领域中。
在电子器件中的应用方面,石墨烯被普遍应用于场效应晶体管。
由于电子的轨道受到限制,石墨烯可以实现优异的电流控制,从而具有优异的场效应晶体管特性。
此外,石墨烯还被应用于晶体管、探测器、传感器等器件中,显示出出色的性能。
2. 无机纳米线无机纳米线是由金属或半导体材料构成的一种细长的结构。
其特点是直径非常小,一般在几十到几百纳米之间。
无机纳米线因其在光电硅、磁性材料、生物传感器、能源转换器等领域中的潜在应用而备受关注。
在电子器件中的应用方面,无机纳米线主要用于场效应晶体管和光电二极管等电子器件开发中。
无机纳米线具有优异的电子迁移性能和传输性能,在晶体管中可以作为电子传输通道。
此外,由于其纤细特性,无机纳米线还可以作为电池和器件中的电解质通道。
3. 有机光电材料有机光电材料是由有机聚合物、染料和类似物等构成的一种类似于半导体的结构。
该材料兼具有益处--韧性好,成本低,可调制等优点,使它在有机导电件、OLED显示器、光伏电池、吸收材料、海量电池等众多领域中得到广泛的应用。
在电子器件中的应用方面,有机光电材料主要用于制造光电二极管、场效应晶体管和有源矩阵显示器等。
有机光电材料具有灵活性、可塑性以及低成本等优点,以及较高的光谱响应性能,使其在光电子器件的制造中发挥着重要作用。
综合来看,前沿材料的涌现推动着电子器件领域的快速发展。
目前,人们追求的不仅仅是单一材料,而是对复合材料的深入研究和应用。
石墨烯在柔性显示器件中的应用潜力
石墨烯在柔性显示器件中的应用潜力石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维材料,具有优异的导电性、热传导性和机械强度,因此在各行业中被广泛研究和应用。
在显示技术领域,石墨烯也展现了巨大的应用潜力,特别是在柔性显示器件中。
本文将探讨石墨烯在柔性显示器件中的应用前景,并讨论其面临的挑战及未来发展的可能性。
一、石墨烯在柔性显示器件中的应用优势1.1 极高的导电性石墨烯具有惊人的导电性能,能够快速传导电流,使得其成为柔性显示器件的理想材料。
与传统金属导体相比,石墨烯的导电性能更佳,甚至比铜还要高。
这使得柔性显示器件在弯曲、拉伸等变形过程中,能够保持稳定的电流传输,减少电阻和能耗,提高显示效果。
1.2 出色的机械强度石墨烯作为一种超薄材料,具有出色的机械强度和柔性。
它的高强度和弯曲性能使得其能够适应各种形状和曲率的显示器件设计。
相比于传统的玻璃衬底,石墨烯材料更加轻薄灵活,能够制造更为轻便、薄型的柔性显示器件。
1.3 优异的透明性石墨烯具有极高的透光率,远超过其它材料。
这使得石墨烯能在柔性显示器件中保持良好的透明度,提供清晰、亮度高的显示效果。
石墨烯透明导电薄膜还可以用于制备高透明度的触摸屏等显示器件,提升用户的观感体验。
二、石墨烯在柔性显示器件中的应用案例2.1 柔性显示屏石墨烯在柔性显示屏领域有着广泛的应用前景。
其高导电性和高透明度使得石墨烯适合作为柔性显示屏的导电材料,可用于制造折叠屏、弯曲屏等形状可变的柔性显示器件。
利用石墨烯的机械强度和柔性特性,可以开发出更为耐用、便携的手机、平板电脑等设备。
2.2 柔性电子墨水屏电子墨水屏作为一种低功耗、易读性强的显示器件,也可以通过引入石墨烯材料来实现柔性化。
石墨烯材料不仅具有高导电性和透明度,还能够在变形过程中保持电荷传导的稳定性,使得柔性电子墨水屏能够折叠、弯曲,适应更为复杂的显示需求。
2.3 柔性透明电子石墨烯还可用于制备柔性透明电子器件,如柔性触摸屏、柔性太阳能电池等。
石墨烯在柔性光电子器件中的应用研究
石墨烯在柔性光电子器件中的应用研究石墨烯是一种具有独特性质的二维材料,其具有极高的电子迁移率和热导率,以及出色的柔韧性。
这使得石墨烯在柔性光电子器件中具有巨大的应用潜力。
本文将探讨石墨烯在柔性光电子器件中的应用研究。
柔性光电子器件是一种能够在弯曲、拉伸等变形条件下工作的电子设备。
其常见应用包括可穿戴设备、柔性显示屏和可折叠电子产品等。
然而,由于传统材料的限制,柔性光电子器件的性能和稳定性一直存在局限。
而石墨烯作为一种新型材料,其独特的性质使其成为了改善柔性光电子器件性能的理想候选。
首先,石墨烯的高电子迁移率使其成为柔性光电子器件中的理想导电材料。
电子迁移率是材料中电荷传输速度的度量,石墨烯的电子迁移率达到数千cm²/Vs,远高于传统的金属和半导体材料。
这意味着石墨烯能够在柔性器件中实现更高的电子流动效率和更快的响应速度。
比如,石墨烯可以被用作柔性触摸传感器的电极材料,提供更高的灵敏度和更精确的触控体验。
其次,石墨烯的独特光电性质使其成为柔性光电子器件中的重要元素。
石墨烯可以吸收宽波长的光谱,其光学吸收性能在可见光和红外线范围内尤为显著。
这为石墨烯在光电子器件中的应用提供了广阔的可能性。
例如,石墨烯可以用于制造高灵敏度的柔性光传感器,可以用于检测光强度的变化,并将其转化为电信号。
此外,石墨烯还可以用于制造柔性光电二极管和太阳能电池等光电子器件,以进一步提高能量转换效率和器件的可靠性。
此外,石墨烯的出色柔韧性也为柔性光电子器件的制造提供了便利。
由于石墨烯是一种极薄的材料,其在弯曲和变形时能够保持较好的稳定性和导电性能。
这使得石墨烯可以被用作柔性电极材料,例如可穿戴设备和可弯曲显示屏中的电极。
同时,石墨烯的柔韧性还使得光电子器件更容易与人体曲线相匹配,提供更舒适和自然的穿戴体验。
然而,目前石墨烯在柔性光电子器件中的商业应用还面临一些挑战。
首先,石墨烯的大规模制备是一个关键问题。
目前,石墨烯的制备大多以机械剥离法为主,但这种方法成本高昂且效率低下。
石墨烯材料在电子器件中的应用
石墨烯材料在电子器件中的应用
石墨烯是一种新型的碳材料,具有高导电性、高热传导性、高机械强度等优异特性,
被认为是未来电子器件领域中的一种重要材料。
本文将介绍石墨烯在电子器件中的应用。
1. 导电材料
石墨烯具有极高的电导率,是一种极好的导电材料。
其导电性能与银金属相当,同时
比银还具有更好的机械强度。
目前,石墨烯已经被广泛应用于导电薄膜、柔性电路等领域。
石墨烯的导电性能可通过控制它的形态、大小、厚度等因素来实现。
2. 透明导电膜
石墨烯薄膜具有优异的透明导电性能,可以作为显示器、雾化器等器件的透明导电膜。
与目前广泛使用的氧化铟锡(ITO)透明电极相比,石墨烯具有更好的透明性和导电性,同
时还具有更高的耐热性、抗氧化性和抗腐蚀性。
3. 器件防护层
石墨烯膜厚度仅为原子层级别,可以作为功能性薄膜材料,应用于器件的防护层。
石
墨烯的防护效果优于其他材料,可以有效抵抗水、化学物质和微生物的侵蚀,防止器件被
损坏。
4. 纳米材料增强
石墨烯是一种纳米材料,可以被加入到其他材料中增强其性能。
近年来,石墨烯已经
成功应用于聚合物、金属、陶瓷等材料中,并取得了显著的增强效果。
在电子器件的制造中,加入石墨烯可以提高器件的导电性、机械强度和耐热性等方面的性能。
总的来说,石墨烯是一种具有广泛应用前景的材料,特别是在电子器件领域中的应用
正在迅速发展,未来将会有更多的石墨烯材料被应用到电子器件制造中。
石墨烯在电子行业中的应用
石墨烯在电子行业中的应用石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料,具有出色的导电性和热传导性能,因此在电子行业中得到广泛应用。
本文将从以下几个方面探讨石墨烯的应用。
一、石墨烯在电子器件中的应用石墨烯可以作为基底,用来制造透明导电薄膜。
透明导电薄膜通常用于智能手机、平板电脑等触摸屏装置。
这种薄膜的主要材料是氧化锡或氧化钇,但这些材料的导电性并不是很好,且容易在加热时出现热膨胀。
而石墨烯可以在低温条件下通过化学气相沉积或机械剥离的方式制备出透明导电薄膜,其导电性极好,且能抵抗高温。
另外,石墨烯也可以被用作硅晶体管中的电极。
由于它们的导电性能,经常会被用于生产高性能的微电子元件。
二、石墨烯在电池中的应用石墨烯可以提高电池的电导率和储能密度,这使得它成为电池领域中的重要应用材料之一。
电池生产商正在积极探索使用石墨烯改进现有电池技术的方法。
例如,石墨烯可以用来制造超级电容器,这是一种充电速度非常快的电池,常被用在需要短时间高功率的应用中,例如电动车辆和荧光广告牌等。
三、石墨烯在传输介质中的应用石墨烯还可以用来改善传输介质的性能,这些介质通常用于数据中心和通信网络。
这是因为石墨烯具有非常好的电子流动性,所以可以用来加速数据传输。
一些初步的研究表明,利用石墨烯制造的硅光调制器,可在数据中心中提供高达400Gbps的数据传输速度。
四、石墨烯在传感器中的应用石墨烯还可以用来制造灵敏的传感器,例如生物传感器、光学传感器和气体传感器等。
传感器通常需要高灵敏性和高精度,而石墨烯的这些特性使它非常适合用于制造先进的传感器。
例如,在生物传感器中,石墨烯可以被用来检测DNA或蛋白质分子,并且能够提供非常高的检测准确性。
总结:以上是石墨烯在电子行业中的主要应用方向,包括电子器件、电池、传输介质、传感器等。
石墨烯作为一种新型材料,具有非常强的应用潜力,许多研究人员都在积极探索更广泛的石墨烯应用,相信未来会有更多的应用性能被发现和广泛应用。
石墨烯在电子学领域中的应用
石墨烯在电子学领域中的应用石墨烯,一种具有单层碳原子组成的薄膜材料,由于其出色的导电性、热导性和力学性能等特性,已经成为了当代最热门的新材料之一。
在电子学领域,石墨烯的应用潜力尤为巨大,可以说是一种革命性的材料。
本文将着重介绍石墨烯在电子学领域中的应用。
一、石墨烯的电学性质石墨烯的导电性能是其最为突出的优点之一。
由于其单层的碳原子密度高,电子之间的相互作用非常强,因此电子在石墨烯中可以自由地运动。
这意味着石墨烯可以承载极高电流密度,同时也具有较低的电阻率。
此外,石墨烯的载流子被认为是质子,而非普通的电子,因此其电子运动速度更快,能够处理更高频率的信号。
二、石墨烯场效应管石墨烯场效应管是一种基于石墨烯的电子器件,是当前电子学领域中最为看好的一个应用之一。
石墨烯场效应管的原理类似于传统的晶体管,但是其具有更快的速度和更高的静态电流响应。
同时,由于石墨烯本身的特性,可以通过电场调节其导电性能,因此石墨烯场效应管的控制性更强。
此外,石墨烯场效应管还具有较低的制作成本和能耗。
三、石墨烯透过率石墨烯具有极高的透过率,因此可以被用于制作透明电子设备。
将石墨烯与其他材料结合使用,可以制作出高透过率的薄膜材料。
这些材料可以用于电子显示器和光伏电池等设备中,具有广泛的应用前景。
四、石墨烯阻变存储器石墨烯阻变存储器是基于石墨烯的一种新型存储器设备,可以存储更多的数据,并且具有更快的读取速度。
石墨烯阻变存储器使用石墨烯纳米带作为储存单元,通过调整石墨烯带的导电性能来实现数据存储。
该存储器具有较高的可靠性和稳定性,同时其制造成本也相对较低。
五、石墨烯集成电路石墨烯集成电路是一种新型的电子器件,其由多个石墨烯场效应管组成。
通过优化这些场效应管的排布和相互联结,可以制造出高性能、低功耗的集成电路。
石墨烯集成电路不仅具有较高的工作速度,而且可以在极低的功耗下实现大规模的数据处理。
六、结语石墨烯在电子学领域中的应用前景广阔,可以说是一种充满无限可能的新型材料。
石墨烯的十大用途
石墨烯的十大用途
一、电子学领域
石墨烯在电子领域的用途是最明显的,它几乎可以在任何一个电子装
置中发挥作用,其应用的范围从电路器件到高频器件都能发挥重要的作用,从而使得电子设备的性能更加优异。
具体来说,石墨烯可以用于制造低阻
抗电路,高频电路,低损耗电路,高信噪比电路,还可以实现快速传输,
工作电流小,功耗低,可以制造可折叠、轻便、薄芯的灵敏传感器等,可
以大大缩短产品的规模和尺寸,降低电路板的复杂度,使用寿命更长,提
升电子装置的效能。
二、电池领域
石墨烯在电池领域的应用也非常广泛,它可以用于普通的锂离子电池,也可以用于锂硫、锂空气电池中,石墨烯能吸收高能量的电荷,在电池负
极的形成新的结构,改进电池的放电稳定性和容量,还可以降低电池的耐
久性,有利于把电池保护在一定的稳定状态,使用寿命更长。
三、燃料电池领域
石墨烯也可以用于燃料电池,由于其优异的热稳定性和优越的电导性,石墨烯可以有效提升燃料电池的功率和效率,进一步提高燃料电池的可靠
性及安全性,燃料电池可以用于太阳能、热能、水能等可再生能源的转换
和储存,以及汽车、船舶等的应用。
新型功能材料在电子器件中的应用研究
新型功能材料在电子器件中的应用研究随着科学技术的进步和人类社会对电子器件性能的追求,新型功能材料在电子器件领域的应用日益广泛。
这些功能材料具有独特的电学、磁学、光学、热学等性能,能够为电子器件的性能提供改进和创新的可能性。
本文将总结和探讨几种新型功能材料在电子器件中的应用研究进展。
第一种材料是石墨烯。
石墨烯是由单层碳原子构成的二维材料,具有优异的导电性、热导性和机械性能。
由于其高度透明性、柔韧性和独特的电子结构,石墨烯在电子器件中的应用广泛研究。
例如,石墨烯可以用作透明导电材料,用于显示器、触摸屏和太阳能电池等设备中。
此外,石墨烯还可以用于制备超薄、柔性的传感器,用于健康监测和智能穿戴设备。
石墨烯的应用研究为电子器件的设计和制造提供了新的思路和方法。
第二种材料是钙钛矿材料。
钙钛矿材料是一类具有特殊晶体结构的化合物,具有广泛的光学、电学和磁学性质。
近年来,钙钛矿材料在太阳能电池、光电器件和光存储器件等领域的应用受到了极大关注。
例如,钙钛矿太阳能电池因其高光电转换效率和低制备成本而备受瞩目。
此外,由于钙钛矿材料具有较高的离子导电性能,在固态电池和储能设备中的应用也具有广阔的前景。
钙钛矿材料的不断研究和改进将进一步推动电子器件的性能提高和市场应用。
第三种材料是有机材料。
有机材料是由含碳化合物构成的材料,具有可塑性、可溶性和可加工性等特点。
有机材料在电子器件中的应用主要包括有机发光二极管(OLED)和有机太阳能电池。
OLED是一种基于有机发光材料的显示技术,具有高亮度、高对比度和广视角等特点。
OLED广泛应用于智能手机、电视和照明等领域。
而有机太阳能电池是利用有机材料制备的太阳能电池,具有灵活性和可弯曲性,适用于各种应用场景。
有机材料的研究和改进将推动电子器件的实现更高的性能和新的功能。
第四种材料是量子点。
量子点是一种纳米级别的半导体材料,具有尺寸效应引起的特殊性质。
量子点在显示技术、光电器件和生物传感器等领域的应用受到了广泛的关注。
石墨烯的应用与前景
石墨烯的应用与前景石墨烯是由一个原子层的碳原子构成的,具有高强度、超导电性、透明度和导电性能等一系列优异的物理和化学特性。
因此在各个领域都有广泛的应用与前景。
一、电子学领域石墨烯是一种大量的电荷载流子、高电场弥散和快速响应的物质。
因此石墨烯在电子学领域中拥有广泛应用。
例如,石墨烯的相对高导电性使其成为电子器件中的Ide设备(具有相对恒定电流的二极管),这对于低功耗数据存储和通信设备非常有用。
同时,石墨烯也可以作为提高电极性能的材料和作为柔性电极,可以用于制造更可穿戴的电子设备。
二、能源领域石墨烯具有出色的电导性,所以可以作为电动汽车电池的电极。
进一步,能够利用其负载、间隙和能隙等特性来设计一个更具有灵活、可扩展和定制化的电池。
此外,石墨烯的巨大重新表面积和持久的着色效应使其成为有望用于太阳能电池的透明导电层。
三、食品包装领域石墨烯的透明度、条纹排列、生物稳定性和抗污染识别特性是从存储食品物品等应用中实现精确识别和处理的时候非常有用的。
例如,可以使用石墨烯制造的新型智能包装材料来监测食品中的可能的变质和细菌,可以在食品开始变质的情况下自动发出警报,这样可以保证食品的安全。
四、防护领域石墨烯通过增加材料的厚度、缩短响应时间、降低质量等方式影响热传导率,使其成为热保护领域的理想材料。
同时,由于石墨烯对紫外线的吸收能力,因此可以通过将其添加到防晒霜中来制造更加有效的紫外线保护剂。
五、医药领域石墨烯在医药领域中有很多应用,例如可以作为药物载体、比传统方法更有效地传递药物到病灶处。
此外,石墨烯还可以应用于生物传感器和医学成像领域,被广泛应用于生物样品的制备和调制、肿瘤细胞的检测和诊断,并广泛应用于临床。
尽管石墨烯还需要在不断的研究中进一步开发,但是有其显著的物理和化学特性,使其在大量的各个领域拥有巨大的潜力,预示着石墨烯的应用市场未来仍有无限可能。
石墨烯材料优势及其在电子器件领域应用
石墨烯材料优势及其在电子器件领域应用引言:石墨烯是近年来备受关注的新型材料,它由单层的碳原子共同构成,具有出色的机械、热学和电学性能。
在电子器件领域,石墨烯由于其特殊的优势,被广泛应用于电池、超级电容器、传感器和晶体管等领域。
本篇文章将重点探讨石墨烯材料在电子器件领域的应用,并阐述其所具备的优势。
一、石墨烯材料的优势1. 优异的导电性能石墨烯具有出色的导电性能,电子在其表面可以自由移动,电子迁移率可达到数千cm²/Vs,远远超过其他材料。
这使得石墨烯在电子器件中可以快速且有效地传输电子,提高了器件的工作效率。
2. 极高的载流子迁移率石墨烯中的载流子(电子或空穴)迁移率非常高,达到几万到几十万cm²/Vs。
这意味着电子在石墨烯中能够以很快的速度移动,这对于高速电路和高频应用非常重要。
3. 单层结构和二维材料石墨烯由单层的碳原子组成,具有二维结构。
这种特殊的结构使得石墨烯具有优异的柔韧性和可拉伸性,能够适应各种形状和尺寸的器件需求。
此外,石墨烯能够与其他材料紧密结合,形成多层结构,扩展了其应用领域。
4. 出色的热学性能石墨烯具有极高的热传导性能,热导率可达到5000 W/mK。
这使得石墨烯在热管理和散热方面具有巨大潜力,提高了电子器件的运行效率和稳定性。
二、石墨烯在电子器件领域的应用1. 柔性电子石墨烯的柔韧性和可拉伸性使其成为柔性电子器件的理想材料。
石墨烯能够以极薄的形式覆盖在弯曲的表面上,并且不会影响其性能。
这为柔性电子产品的制造提供了可能,包括可穿戴设备、柔性显示屏和可折叠电子等。
2. 超级电容器石墨烯具有高比表面积和优异的电容特性,被广泛应用于超级电容器。
与传统电容器相比,石墨烯超级电容器具有更高的能量密度和功率密度,能够以更快的速度存储和释放能量。
这使得石墨烯超级电容器在电动车、可再生能源储能和电子设备等领域具有广泛应用前景。
3. 传感器石墨烯的高灵敏度和快速响应性使其成为高性能传感器的理想材料。
石墨烯材料在电子器件中的应用
石墨烯材料在电子器件中的应用一、介绍石墨烯是由碳原子组成的一种单层二维晶体材料,具有极高的导电性和导热性,可用于制造电子器件,因此在电子领域具有广泛的应用前景。
二、石墨烯的制备方法1. 机械剥离法:通过用胶带从石墨表面上撕下层层薄片的方法制备。
2. 化学气相沉积法:将金属催化剂放置在高温下,然后将碳源气体(如甲烷)送进反应室中,在催化剂表面上形成一层石墨烯。
3. 化学还原法:通过将氧化石墨烯还原成石墨烯。
三、石墨烯在电子器件中的应用1. 晶体管:石墨烯作为电子载流子的通道,可以制成高频高电流的晶体管。
2. 器件的超高速性能:石墨烯电子速度极快,因此制成的器件速度非常快,通常能够达到几百GHz和超过THz(赫兹)。
3. 添加到电池中:石墨烯添加到锂离子电池中,能够提高电池的电容量和长寿命。
4. 传感器:石墨烯的高灵敏度和特殊化学反应性,使其可以应用于传感器中。
5. 柔性电子:石墨烯薄而柔软的性质,适合制造柔性电子器件。
6. 合成材料:石墨烯的高强度、高韧性和高耐腐蚀性,使其可以用于制造自行车轮毂、汽车罩、飞机机翼等。
四、石墨烯应用的挑战尽管石墨烯在电子器件和其他领域的应用有很大前景,但也存在一些难以克服的问题。
1. 制备和处理石墨烯的成本很高。
2. 石墨烯容易受到环境影响和污染,短时间内难以保持其性能。
3. 目前技术水平还不能大量生产石墨烯。
五、结论尽管还存在一些困难和技术上的挑战,但石墨烯作为一种高性能材料,仍然具有广泛的应用前景。
随着技术的进步,相信石墨烯将会在电子器件和其他领域中创造更多的奇迹。
石墨烯的半导体芯片
石墨烯的半导体芯片
石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料,具有许多独特的物理特性,例如高电导率、高透明度和高强度。
这些特性使得石墨烯在半导体领域具有巨大的潜力。
首先,让我们来谈谈石墨烯在半导体芯片中的应用。
石墨烯可以被用作半导体材料,因为它具有可调控的带隙,这是制造半导体器件所必需的。
石墨烯的高电导率也意味着它可以被用作电子器件中的导体部分。
此外,石墨烯还可以被用来制造高性能的场效应晶体管(FET),这对于芯片的制造非常重要。
其次,石墨烯在半导体芯片中的应用还可以体现在其对光学器件的影响上。
石墨烯具有优异的光学特性,可以被用来制造光电探测器、光电调制器等器件,这些器件在通信和光电子领域有着广泛的应用。
此外,石墨烯还可以被用来制造柔性电子器件,这对于半导体芯片的发展也是一个重要的方向。
石墨烯的高强度和柔韧性使得它非常适合用于制造柔性显示屏、可穿戴设备等新型电子产品。
总的来说,石墨烯作为一种新型材料,在半导体芯片领域具有巨大的潜力。
它的独特物理特性使得它可以被用来制造高性能的半导体器件,同时也可以推动半导体技术在光电子和柔性电子领域的发展。
然而,目前石墨烯在半导体芯片中的商业应用还面临着一些挑战,例如大规模制造和集成工艺等问题,这也是未来需要克服的难题。
希望未来随着技术的进步,石墨烯在半导体芯片领域能够得到更广泛的应用。
石墨烯材料在电子器件中的应用
石墨烯材料在电子器件中的应用石墨烯是一种由碳原子组成的二维晶格材料,具有优异的导电性、热导性和机械性能。
自2004年被发现以来,石墨烯就成为了科学界和工业界广泛关注的热点领域之一。
石墨烯材料在电子器件中的应用也备受瞩目,其独特的特性使其成为了未来电子器件发展的重要材料之一。
一、石墨烯的基本性质石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维晶格材料,具有非常强的导电性和热导性。
石墨烯的电子在空间中的行为呈现出准粒子的运动特性,因此具有“类金属”特性,使得其成为一种非常理想的导电材料。
石墨烯还具有非常高的机械性能,相较于传统的硅材料,石墨烯更加柔韧和坚韧,因此在电子器件的制备中有着独特的优势。
二、石墨烯在传统半导体器件中的应用石墨烯材料在传统半导体器件中的应用是一种非常重要的研究方向。
对于硅基电子器件而言,石墨烯的高导电性和热导性能使得其可以用于增强传统半导体器件的性能。
石墨烯可以用作硅基MOS场效应晶体管中的载流子注入层,通过优异的导电性和机械性能来提高器件的性能和稳定性。
石墨烯还可以用作器件的隔离层或导体屏蔽层,通过其优异的导电性和机械性能提高器件的工作性能和可靠性。
随着智能手机、可穿戴设备、柔性显示屏等产品的普及,对于柔性电子器件的需求也越来越大。
由于石墨烯材料具有非常高的柔性和机械性能,因此在柔性电子器件中有着广泛的应用前景。
石墨烯可以用作柔性电子器件中的导电层、透明导电膜、薄膜电子器件等,通过其高导电性和柔性来实现对电子器件的柔性化设计和制备。
石墨烯还可以用作柔性显示屏中的导光层或透明导电层,具有很好的透明性和导电性,为柔性显示屏的制备提供了新的可能。
石墨烯材料在光电子器件中也具有广泛的应用前景。
由于石墨烯具有优异的光电性能和超快的载流子运动速度,因此可以用作光电子器件中的光电传感器、光电调制器、光电探测器等。
石墨烯可以用作光电调制器中的光调制层,通过其优异的光电响应性能和超快的载流子运动速度来实现对光信号的快速调制和控制。
石墨烯在电池和储能领域的应用研究
石墨烯在电池和储能领域的应用研究近年来,石墨烯在电池和储能领域中的应用研究引起了众多科学家和工程师的兴趣。
作为一种新型的材料,石墨烯具有非常出色的性能,包括高导电性、高比表面积和极强的机械强度等。
这些特性使得石墨烯成为开发新型电池和储能器件的理想材料之一,加速了这一领域的发展进程。
一、石墨烯在电池领域的应用1、锂离子电池锂离子电池是现代电子设备和交通工具中最常用的电池类型之一。
石墨烯因其高导电性和高比表面积成为锂离子电池中的重要组成部分,可以用于改善电极材料的性能。
以石墨烯作为阳极材料可以提高电池的充电速度和循环寿命,同时降低电池的体积和质量。
2、超级电容器超级电容器是一种高效能量存储设备,具有高容量、高能量密度和高功率密度等特性。
石墨烯的高比表面积和高导电性使其成为超级电容器中的优秀材料。
研究表明,用石墨烯制备的超级电容器比传统的金属氧化物电极具有更好的电化学性能。
3、锂硫电池锂硫电池是一种新型高比能量密度的电池,可以用于电动汽车、军事设备等领域。
石墨烯在锂硫电池中的作用主要是作为导电剂和化学催化剂。
由于石墨烯的优良性能,锂硫电池中使用石墨烯导电剂可以提高电池的电化学性能,加快充电速度和循环寿命。
二、石墨烯在储能领域的应用1、太阳能电池板太阳能电池板是太阳能发电系统的核心部分,关系到整个系统的能量转换效率。
石墨烯在太阳能电池板中的作用主要是增加电池板的导电性能和光吸收能力。
用石墨烯材料改善太阳能电池板的结构可以提高太阳能电池板的能量转换效率,使得太阳能电池板更加实用和环保。
2、储能设备储能设备是指储存能量的器件,如电容器、电池和储能电池组等。
石墨烯作为一种优秀的导电材料,可以被用于储能器件中的电极材料。
石墨烯导电材料的应用可以在一定程度上提高储能器件的能量密度和功率密度,增加电池的循环寿命和充电速度。
总之,石墨烯在电池和储能领域的应用研究尚处于早期阶段,但研究成果已经取得了很多令人瞩目的成果。
石墨烯的应用现状及发展
石墨烯的应用现状及发展石墨烯是一种由碳原子单层组成的二维材料,具有独特的物理和化学特性,被认为是一种革命性的材料。
自2004年被首次实验室成功制备以来,石墨烯就引起了全球科学界的广泛关注,被誉为21世纪的“黑科技”。
石墨烯的独特结构和优异性能使得它被广泛应用于多个领域,并且在材料科学、电子、光电子、能源领域取得了长足的发展。
本文将就石墨烯的应用现状及发展进行探讨。
一、石墨烯的应用现状1. 电子学领域石墨烯具有极高的电子迁移率和热导率,可以被制备成为高速电子器件。
在电子学领域,石墨烯已经被成功应用于场效应晶体管、薄膜晶体管、光电探测器等电子器件中。
由于其超薄的结构和优异的电子传输性能,石墨烯将成为下一代电子器件的重要材料。
石墨烯具有优异的光学特性,可以用作透明导电膜、光学增益介质等。
目前,石墨烯已经被成功制备成为柔性、透明的导电薄膜,广泛应用于柔性电子器件、触摸屏、柔性显示器等领域。
3. 能源领域4. 材料科学领域石墨烯具有极高的强度和柔韧性,可以用作增强填料,改善材料的力学性能。
石墨烯还可以与其他材料复合,制备出具有优异性能的复合材料,广泛应用于航天航空、汽车制造、电子产品等领域。
5. 生物医学领域石墨烯具有良好的生物相容性和生物活性,可以被应用于生物医学领域。
石墨烯纳米材料可以被用作药物载体、医疗诊断和治疗工具,为癌症治疗、生物传感器等领域提供了新的解决方案。
6. 其他领域除了以上几个领域,石墨烯还被广泛应用于传感器、柔性电子皮肤、导热材料等领域,具有广阔的应用前景。
二、石墨烯的发展趋势1. 大规模制备技术的突破目前,石墨烯的制备成本仍然较高,并且规模较小,限制了其在工业化生产中的应用。
未来,随着大规模制备技术的突破,石墨烯的制备成本将大幅降低,使其更广泛地应用于各个领域。
2. 石墨烯复合材料的研究石墨烯可以与其他材料形成复合材料,具有优异的性能。
未来,石墨烯复合材料的研究将更加深入,为各个行业提供更多的解决方案。
石墨烯量子点材料的电子应用前景
石墨烯量子点材料的电子应用前景近年来,石墨烯量子点材料作为新兴纳米材料,在电子学领域引起了广泛的关注。
石墨烯量子点是一种具有特殊结构和性质的材料,其应用前景非常广阔。
本文将探讨石墨烯量子点材料在电子应用方面的前景,重点介绍其在能源存储、电子器件和生物医学领域的应用。
一、石墨烯量子点材料在能源存储方面的应用石墨烯量子点材料具有优异的电化学性能和化学稳定性,因此在能源存储领域具有广泛的应用前景。
首先,石墨烯量子点材料可以用于超级电容器的制备。
其高比表面积和丰富的活性位点可以提高电容器的能量密度和循环稳定性。
其次,石墨烯量子点材料还可以用于锂离子电池和燃料电池的电极材料。
其高导电性和较高的充放电速率可以提高电池的能量密度和充电速度。
此外,石墨烯量子点材料还可以用于太阳能电池的光电转换层,提高太阳能电池的光电转换效率。
二、石墨烯量子点材料在电子器件方面的应用石墨烯量子点材料在电子器件方面的应用也非常广泛。
首先,石墨烯量子点可用于高性能晶体管的制备。
由于其优异的载流子传输性能,可以制备出具有高迁移率和低漏电流的石墨烯量子点晶体管。
其次,石墨烯量子点材料还可以用于柔性电子器件的制备。
其高弹性和可拉伸性使其成为柔性电子器件的理想材料。
此外,石墨烯量子点材料还可以应用于光电器件、传感器和耐高温器件等领域,为这些器件的性能提供了新的突破。
三、石墨烯量子点材料在生物医学领域的应用石墨烯量子点材料在生物医学领域也展现出了巨大的应用潜力。
首先,石墨烯量子点材料可以用于生物成像。
其优异的荧光性能使其成为生物成像的理想探针,可以用于细胞和组织的荧光标记,实现高分辨率成像。
其次,石墨烯量子点材料还可以用于药物传递和靶向治疗。
通过将药物包裹在石墨烯量子点上,可以提高药物的稳定性和靶向性。
此外,石墨烯量子点材料还可以用于生物传感器、基因治疗和组织工程等方面,为生物医学研究和临床应用提供了新的手段和思路。
综上所述,石墨烯量子点材料具有广阔的电子应用前景。
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第12卷 第3期 太赫兹科学与电子信息学报Vo1.12,No.3 2014年6月 Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology Jun.,2014文章编号:2095-4980(2014)03-0325-05石墨烯在电子器件研究中的应用琚 成,贾芸芳(南开大学 电子信息与光学工程学院,天津 300071)摘 要:石墨烯是近年来逐步发展起来的新型电子材料,具有导电性好、电子迁移率高、比表面积大、导热率高、弹性好等优点,石墨烯的开发和应用已成为纳米材料、生物、化学以及电子信息等多个领域的研究热点。
围绕近年来石墨烯在电子器件中的应用研究,本文主要对其在生化传感器、高速器件、太阳能电池、储能器件、柔性器件5个热点方向中的部分研究成果进行综述。
关键词:石墨烯;电子器件;应用中图分类号:TN304.1文献标识码:A doi:10.11805/TKYDA201403.0325Application of graphene in the research of electronic componentsJU Cheng,JIA Yun-fang(College of Electronic Information and Optical Engineering,Nankai University,Tianjin 300071,China)Abstract:As an emerging electronic material, graphene has been the focus of many areas including nano materials, biology, chemistry and electronic information technology, because of its excellentproperties like good conductivity, high electron mobility, large surface ratio, good elastic properties, etc.According to the recent researches of graphene applications in electronic components, some of them in thefields of biochemical sensors, high-speed components, solar cells, energy storage and flexible devices arereviewed in this paper.Key words:graphene;electronic components;application石墨烯材料的获得[1-2],成功地验证了碳二维晶体的理论预测[3-4],这种具有二维波浪形平面结构新型碳材料,在力、光、电、化学、生物等方面均具有优良潜能,因此在全球范围内掀起了关于石墨烯的研究热潮。
石墨烯的诞生为纳米材料注入了新的活力[5-8],功能化的石墨烯纳米片成为纳米粒子的载体,很好地解决了纳米颗粒团聚的问题;同时优良的导电特性又很好地促进了载流子在纳米粒子间的传输。
近年来,大面积石墨烯薄膜制备技术的快速发展[9-11],进一步推动了新型电子器件以及集成电路研究中石墨烯的应用。
石墨烯具有众所周知的极高比表面积(约2 630 cm2/g),热导率可达 5 000 W/(m·K),室温下电子的迁移率为15 000 cm-1/(V·s)(是硅片的10倍),机械强度大(130 GPa),室温下具有反常量子霍尔效应,这些性能使其成为高速电子器件、光电子器件、传感器等研究中的热点。
除此之外,石墨烯极佳的柔韧性,也使它成为柔性电子器件的首选材料。
同时,碳是生命体的基本构成元素,与传统电子器件相比,基于石墨烯的电子器件在生物兼容性方面也将具有更大的优势;石墨的资源丰富,我国是世界上石墨储量最大的国家之一,可以预测石墨烯必将成为未来电子器件的主要材料,新型石墨烯电子器件的研究,将是未来这一领域的主流方向。
围绕近年来石墨烯在新型电子器件研究中的应用,本文主要针对其在生化传感器、高速器件、太阳能电池、储能器件、柔性器件、以及THz器件中的部分研究成果进行综述。
1石墨烯场效应晶体管型生化传感器石墨烯能够吸附和解吸气体分子,利用这个特性,可以用石墨烯材料制作气体传感器,对气体分子进行检测(如壬醇、辛酸、三甲胺等)[12-13]。
电化学研究表明,功能化的石墨烯在被测生物、化学体系与固态电极之间,构建了良好的电子传输通道[7],实现了生化信息向电信号的转化。
石墨烯场效应晶体管(Graphene Field Effect 收稿日期:2013-05-13;修回日期:2014-01-08基金项目:国家自然科学基金面上项目(61371028);天津市自然科学基金重点资助项目(12JCZDJC22400)326 太赫兹科学与电子信息学报 第12卷Transistor ,GFET)型生化传感器,则进一步将其与FET 相结合,将石墨烯获取的生化电信号放大为源漏电流。
其中,石墨烯作为GFET 的导电沟道,栅极电压由参比电极提供,经电解质溶液作用于石墨烯导电沟道上[14],这一器件模型可由其在电子鼻中的应用得到清晰的说明[15],如图1所示。
柔性绝缘衬底(PET)上制备以石墨烯为导电沟道的FET ,等离子体处理及化学修饰后,固定人嗅觉受体hOR2AG1,用于戊基丁酸盐(amyl butyrate)的特异性识别。
为解决石墨烯材料固有的零带隙问题,近期又出现了以聚吡咯-氮掺杂石墨烯导电聚合物(Polypyrrole- converted Nitrogendoped Few-Layer Graphene ,PPy-NDFLG)为沟道材料的GFET ,并构建了核酸适配体GFET ,用于表皮增长因子(Vascular Endothelial Growth Factor ,VEGF)检测,如图2所示,检测限度可达到10 fM~10 nM [16]。
2 太阳能电池石墨烯具有良好的导电性、透光性和导热率,在太阳能电池中具有极大的应用潜能[17]。
采用层层成膜技术制备的石墨烯作为有机太阳能电池的阳极,可节省30%的成本,同时器件的转换效率为 2.5%,接近氧化铟锡(ITO)器件的转换效率(3%)[18]。
电池和超级电容都属于储能器件,其区别在于电池将电能存储于化学反应中;而电容则将电能以电荷的形式存储于电容内,不存在化学反应。
石墨烯具有极高耐腐蚀性、优异电子传导能力及介电性能,使其在超级电容器、燃料电池以及生物燃料电池方面都显示出巨大的应用前景[19-21]。
最近,利用单壁碳纳米管(Single-Walled Nano-Tubes ,SWNTs)作为石墨烯纳米片层间介质(见图3)[22],克服了石墨烯纳米片堆叠的问题,进一步提高了石墨烯储能器件的储能密度,达到123 (W·h)/kg 。
3 高速电子器件基于石墨烯的新型电子器件,促进了电子、信息及通信等领域的发展。
2010年、2011年,IBM 公司相继研 发了由石墨烯材料制成的射频FET ,其截止频率分别为100 GHz,155 GHz ,是迄今为止运行速度最快,体积最小的射频FET [23-24]。
Fig.3 Sketch of graphene SWNT super capacitor 图3 石墨烯-SWNT 超级电容制备示意图 (a) process for GO preparing (b) procedure of grahene-SWNT’s synchronous hybridization and reducing graphite graphite oxide graphene oxideSWNTs graphene oxide SDBS derived SWNTs SDBS uniformly dispersed by electrostatic repulsion effectSWNT/graphene 3-D composite intra-pore oxidation co-reduce (3) (2) (1)sonication graphene sheet SWNTs Fig.2 GFET-aptamer sensor using PPY-NDFLG channel material 图2 以PPy-NDFLG 为沟道的GFET 型适配体传感器Fig.1 Electronic nose model based on GFET图1 基于GFET的电子鼻模型第3期 琚 成等:石墨烯在电子器件研究中的应用327 石墨烯固有的零带隙特性,使GFET 在关闭状态仍有电流,导致开关电流比过低,这是制约其替代硅的重要问题。
为此,IBM 公司研制了双栅GFET ,通过背面栅极关闭FET 沟道,室温下开关电流比达到100[25]。
最近,又提出了具有多层结构的石墨烯隧穿场效应晶体管[26],其栅极部分的多层结构如图4所示,在传统单层石墨烯G rB 的基础上,增加了隧穿介质层BN 和隧穿石墨烯电极G rT ,开关电流比提高到1 000。
与此同时,IBM 公司研发了叉指电极型石墨烯光电探测器[27],器件结构如图5所示,其中叉指结构的采用,降低了传统FET 型结构中光生载流子的复合率;非对称的源漏电极(Ti,Pd),则降低了沟道内自建电场对光电流的负面影响。
这种石墨烯光电探测器的光波长响应范围为300 nm~6 μm ,对1.55 μm 光响应为6.1 mA/W ,是已有器件的10倍。
太赫兹电子器件是近年来快速发展起来的新型电子器件,由于太赫兹波具有高分辨率、强的抗干扰能力、独特的反隐身能力[28]以及极低的能量[29],太赫兹器件在国家安全、通信、医学研究等多个方面具有广阔的应用前景。
石墨烯作为一种零带隙,且带隙可控、可调的奇异材料,具有迄今为止所知的最高电子迁移率,在太赫兹激光器、调制器和探测器件的研究中,均具有先天的优势[30-31],如,最近提出的GFET 型THz 探测器[32]、双层石墨烯-THz 激光器[33]、THz 调制器[34]等。
与传统THz 真空电子器件相比,体积更小,使THz 系统的商品化成为可能。
4 触摸屏及柔性印刷电路尽管化学法制备的石墨烯存在导电特性退化的问题,但由于具有低成本、易于功能化和大面积成膜的优点,还是在大面积柔性电子、光电子器件及电路中得到了应用[35-36];且该薄膜延展性好[37],受外力作用发生形变时,仍能保持良好的器件性能。