新技术可制备手性石墨烯卷

DT半导体材料 2025-02-26 18:48

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【DT半导体】获悉,据科技日报消息,天津大学的3位教授胡文平、雷圣宾和李奇峰合作开发出一种名为“石蜡辅助浸入法”的新技术。该技术能够让石墨烯“卷”起来,并精确控制其“卷曲方向”,制备出具有可控手性的石墨烯卷。这一突破不仅为二维材料的手性调控提供了全新思路,还为未来量子计算和自旋电子器件的发展铺平了道路。相关成果发表于国际学术期刊《自然·材料》。


手性,简单说就是“左右不对称”,就像左手和右手,看起来很像,但无法完全重合。在自然界中,手性无处不在,从分子到材料,手性结构往往具有独特的光学、电子和化学性质。比如,某些手性分子在药物中可能表现出完全不同的药效,甚至一种有效,另一种有毒。


作为一种“明星材料”,石墨烯因超高电导率、超强机械性能和稳定化学特性成为科学界的“宠儿”。然而,石墨烯本身是“对称”的,没有手性。近年来,科学家们尝试通过“卷曲”石墨烯等方式,赋予其手性特性,以探索其在光学器件、自旋电子学和量子计算等领域的潜力。但如何精确控制石墨烯的“卷曲方向”,一直是个难题。


天津大学团队开发的“石蜡辅助浸入法”巧妙解决了这一难题。研究团队首先在单晶石墨烯表面涂上一层石蜡,然后将其转移到硅基板上。接着,他们将样品垂直浸入异丙醇中,利用溶剂的表面张力,让石墨烯“自动卷曲”成管状结构。通过调整浸入速度和溶剂极性,他们可以精确控制石墨烯的“卷曲角度”,从而调控其手性特性。


这种方法不仅简单高效,还能推广到其他二维材料中,实现大规模生产。实验结果显示,制备出的左旋和右旋石墨烯卷表现出显著的光学活性和自旋选择性效应。在室温下,这些石墨烯卷的自旋极化率超过90%,远超其他碳材料。


此外,研究团队还发现,电子在石墨烯卷中主要沿着“卷曲”的一侧移动,从而产生优先自旋极化。自旋电子器件利用电子的自旋特性,有望实现更高效、更低能耗的信息处理。这种手性诱导的自旋选择性效应,为开发高效的自旋滤波器和自旋电子器件提供了新可能。


“这项研究成果不仅为非手性二维材料的手性调控提供了一种通用方法,还为探索量子行为和开发室温自旋电子技术开辟了新的方向。”雷圣宾说。


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2025(第五届)碳基半导体材料与器件产业发展论坛

4月10-12日   浙江宁波

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论坛背景

Background of the Forum

碳基半导体(包括金刚石、碳化硅、石墨烯和碳纳米管等)因其超宽禁带、高热导率、高载流子迁移率以及优异的化学稳定性等卓越的特性,正在成为解决传统硅基半导体材料逐渐逼近物理极限问题的关键途径。在人工智能、5G/6G通信、新能源汽车等迅猛发展的新兴产业领域表现出广阔的应用前景。尤其是在当前不确定的国际局势和贸易环境背景下,碳基半导体战略意义凸显,成为多国布局的重要赛道。

为此,由DT新材料将举办的2025(第五届)碳基半导体材料与器件产业发展论坛“创新·融合(金刚石&“金刚石+”)”为主题将围绕金刚石以及“金刚石+”半导体的生长、精密加工、键合、器件制造、高效热管理应用等环节中的关键技术和设备,搭建一个汇聚顶尖专家学者、企业家和产业界人士的高水平交流平台,分享与探讨碳基半导体产业趋势、创新成果和应用需求,推动碳基半导体产业上下游合作,助力产业链高质量发展。

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论坛信息

Forum Info

论坛主题:创新·融合(金刚石&"金刚石+")
论坛时间:2025年4月10-12日
论坛地点:浙江宁波  
名誉主席:邹广田,中国科学院院士
论坛主席:江南,中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员
执行主席:邬苏东,甬江实验室研究员

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论坛组织

Forum organization

主办单位:DT新材料

联合主办:
中国科学院宁波材料技术与工程研究所功能碳素实验室
甬江实验室
宁波工程学院
浙江省海外高层次人才联谊会材料与工程分会
协办单位:
宁波盈诺科技孵化有限公司
支持单位:
河北工业大学先进激光技术研究中心
金刚石激光技术及应用协同创新中心
中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟

业务指导单位:

宁波高新区组织部

支持媒体:
DT半导体、洞见热管理、Carbontech、DT新材料、DT芯材、化合物半导体、芯师爷


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论坛设置

Forum Settings


4月10日(星期四)
12:00-17:00  大会签到、注册
18:00-20:30  闭门会议(邀请制)

4月11日(星期五)
09:00-12:00  开幕活动、主论坛专题报告
12:00-13:30  午餐
13:30-18:00  专题报告
18:30-20:00  欢迎晚宴

4月12日(星期六)
09:00-12:00  专题报告
12:00-13:30  午餐
14:00-16:30  企业参观考察



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核心议题

core subject

**拟定议题,以实际议程为准。欢迎企业和科研单位提供和定制议题方向。


主论坛:碳基半导体的机遇与挑战

(1)新的国际局势与政策导向下的碳基半导体发展趋势研判

(2)AI等未来产业驱动下的碳基半导体的市场需求与前景分析

(3)碳基半导体(金刚石、碳化硅、石墨烯和碳纳米管等)前沿研究进展

(4)碳基半导体器件(金刚石及“金刚石+”)产业化与应用进展

(5)碳基半导体产业投资分析


主题一:金刚石半导体制备与应用探索

(1)大尺寸、低成本金刚石制备技术与产业化推进

(2)高效、低损伤金刚石精密加工技术

(3)金刚石功率器件的热管理解决方案

(4)金刚石在高功率LED封装应用


主题二:“金刚石+”半导体制造与规模化应用

(1)“金刚石+”半导体异质外延生长(金刚石薄膜)

(2)“金刚石+”半导体键合技术

(3)“金刚石+”半导体先进光刻与微纳加工

(4)“金刚石+”半导体先进封装(2.5D/3D集成)

(5)“金刚石+”半导体(SiC、GaN、Ga2O3、AlN、BN)的最新研究进展及其在功率器件、二极管、射频器件、滤波器、热管理等领域应用


主题三:石墨烯&碳纳米管制备以及其在柔性&高速电子设备领域的应用

(1)石墨烯晶圆的大尺寸制备、带隙调控及器件研究

(2)石墨烯在柔性电子和可穿戴设备中的应用

(3)碳纳米管的手性控制与选择性生长

(4)碳纳米管在高速电子设备(高性能计算、通信设备等)中的应用拓展


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参会注册

Registration

参会代表(/人)

报名且线上缴费¥3000,现场缴费¥3500

学生(/人)

报名且线上缴费¥1500,现场缴费¥3500

注:注册费包含资料费、会议期间餐费等,不包含住宿费、交通费。
缴费方式

银行转账

名称:宁波德泰中研信息科技有限公司

开户银行:中国建设银行股份有限公司宁波住房城市建设支行

账号:33150198343600000107


支付宝转账

名称:宁波德泰中研信息科技有限公司

支付宝账号:info@polydt.com


特别提醒

1) 请务必完整填写注册表信息!请一定在汇款附言上注明“姓名+单位+碳基半导体会务费
2) 现场可通过刷卡、现金、支付宝及微信缴费,发票在会后10个工作日内开具并寄出。

3) 需要开具普通增值税发票时,提供单位名称和纳税人识别号即可;需要开具增值税专用发票时,需提供单位名称、纳税人识别号、单位地址、电话、开户行及银行账号全部信息。


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往届回顾

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圆满落幕!500+行业大咖携手CarbonSemi助力碳基半导体产业化进程!第四届碳基半导体材料与器件产业发展论坛,陪伴行业发展
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