2024年,天津大学旗下的天津纳米颗粒与纳米系统国际研究中心的研究团队,携手美国佐治亚理工学院的研究人员成功研发出全球首个功能性石墨烯半导体,解决了困扰学界数十年的“带隙”难题!通过在碳化硅晶圆上外延生长石墨烯,并实现与碳化硅的化学键合,研究人员首次让石墨烯表现出可控的半导体特性,其电子迁移率高达硅的10倍,运算速度与能效显著提升。这一突破不仅为硅基芯片的物理极限提供了替代方案,更可能推动量子计算、高频通信等领域的跨越式发展!
石墨烯的零带隙特性是其应用于数字逻辑电路的主要障碍。为了解决这一问题,研究人员开发了多种带隙调控方法:
表面电荷转移掺杂:将掺杂剂与石墨烯直接接触,利用电荷转移移动费米能级,形成n型或p型石墨烯。这种方法不会破坏晶格结构,但未解决零禁带问题。
光电探测器:瑞士联邦理工学院(ETH)开发的超宽带石墨烯/氟化石墨烯(Gr)混合探测器,在无需外加偏压时即可覆盖紫外至中红外光谱,稳定工作寿命超过6个月。
智能手机散热方案革新:华为2018年在Mate 20系列中首次采用石墨烯导热膜,导热系数达5,300 W/m·K,替代传统人工石墨片,使芯片温度降低5-8°C。2023年,小米旗舰机型通过VC均热板与石墨烯膜组合,散热效率提升40%
由DT新材料主办的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),论坛报告中有石墨烯在半导体领域的相关报告:
石墨烯新材的可控创制及应用探索
孙靖宇,苏州大学教授
新型石墨烯光电器件集成研究
张广琦,中国电科碳基电子重点实验室、中国电子科技集团公司第五十五研究所高级工程师
硅基混合集成光电调制器
王俊嘉,东南大学教授
石墨烯半导体方向
王浩敏,中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员
石墨烯薄膜的规模化转移技术
胡兆宁,北京石墨烯研究院副课题组长
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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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论坛信息
Forum Info
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论坛组织
Forum organization
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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 专题报告
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