机遇与挑战并存

机遇与挑战并存一、石墨烯未来应用预测之一彻底抢占硅材料地位，统领第三代科技革命播放石墨烯未来应用预测二、石墨烯未来应用预测的现实依据12微米级单层石墨烯的神奇特性石墨烯纳电子器件的发展现状（

1）、石墨烯触摸面板的初步探索

（2）、石墨烯晶体管的初步探索

（3）、石墨烯存储器的初步探索

（4）、石墨烯调制解调器的研制成果1、微米级石墨烯的神奇特性2、石墨烯纳电子器件的初步探索（1）利用石墨烯试制的触摸面板

这个触摸屏由上下两层粘在PET薄膜上的石墨烯构成，没有接触的情况下，两层石墨烯被下层上放置的绝缘点阵阻隔而互不接触。当外界压力存在的时候，PET薄膜和石墨烯在压力下发生形变，这样上下两层石墨烯就发生接触，电路连通。接触的位置不同，器件边缘电极收集到的电信号也不一样，通过对电信号的分析，就可以确定是触摸屏上的哪个位置发生了接触。三星公司的成功，让人们看到，这种生成大尺寸石墨烯的方法完全适合于工业应用，而且相对于传统方法，成本低了很多。（2）、石墨烯场效应晶体管(FET)初步探索美国IBM公司于2010年12月发布了其与美国麻省理工学院(MIT)的共同研究成果——在SiC基板上形成的栅长为240nm的石墨烯场效应晶体管(FET),并验证其截止频率为230GHz，大大改善了晶体管的性能。首先我们通过一个短片（3）、石墨烯存储器的初步探索1利用石墨烯架构更简单的双端式存储器件。这种石墨烯存储器单元仅有两个端子，通过在存储单元两端加不同电压就可以完成对存储单元的读／写或删除。它的位单元可紧凑地放置在一起并且能将导致存储器发热的漏电流做到非常小。2应用近藤效应制作磁性石墨烯存储器2011年4月，美国马里兰大学的研究人员最近发现，在石墨烯晶格中人为地、有控制地引入晶格缺陷，可以产生局部磁场，这些磁场对传导电子散射几率的影响类似于掺杂金属晶体中产生的近藤效应。研究人员希望这一发现使得石墨烯可以被用来制造磁传感器和磁阻随机存储器。2011年6月，美国加州大学和韩国三星电子开发出了在大面积柔性基板上集成三维层叠型存储器的基本技术。通过在把电荷积聚在绝缘膜上的捕获型存储器的沟道上采用石墨烯，在柔性基板上形成了能够三维层叠的高性能非易失性存储器。3在大面积柔性基板上制造三维存储器假如石墨烯存储技术能够实现的话，未来我们电脑中的存储设备也许会以PB（1024TB）为单位计算，而因存储介质损坏导致数据丢失的烦恼也将远离我们。首先我们通过一个短片（4）、石墨烯调制解调器的研制成果美国华裔科学家研制出全球最小的“石墨烯光学调制解调器”（调制解调器俗称“猫”）。它比头发丝还要细400倍，可高速传输信号，有望将网速提高1万倍，1秒钟下载1部高清电影指日可待。

这种光学调制解调器的基本原理：对石墨烯施加适当的电压，使石墨烯中电子的能量（费米能级）发生改变，进而使石墨烯拥有打开或关闭光线的功能。（石墨烯是否吸收光线取决于其费米能级）石墨烯调制解调器只需几美元，它的个头却比头发丝还要细400倍，可以与计算机的任何器件相结合，最终可以把它集成到中央处理器（CPU）中。三、限制石墨烯实际应用的相关课题如何在所要求的基板或位置

制作出不含缺陷及杂质的高品质的任意层数的石墨烯进一步改进CVD法或开发新的制备工艺制备所要求基板的大面积石墨烯石墨烯产品最终能否抢占硅材料产品地位，取决于其能否实现工业化标准化生产量产化大面积高品质1制备工艺课题2、石墨烯高精度可控掺杂技术课题石墨烯众多神奇特性于一身，其电子迁移率高于硅材料两个级数，表明石墨烯有望替代半导体工业中的硅材料。然而，石墨烯为零带隙半导体，因此