新華社天津1月6日電（張建新、劉延?。┨旖虼髮W天津納米顆粒與納米系統國際研究中心馬雷教授團隊在半導體石墨烯領域取得顯著進展，攻克了長期以來阻礙石墨烯電子學發展的關鍵技術難題，成功制備出高遷移率半導體外延石墨烯，表現出了10倍于硅的性能。
《自然》雜志網站目前以《碳化硅上生長的超高遷移率半導體外延石墨烯》為題在線發布了這一研究成果。
石墨烯，是首個被發現可在室溫下穩定存在的由單層原子或分子組成的晶體，具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。但是其特有的零帶隙的結構，是困擾石墨烯研究者數十年的難題。如何打開帶隙是開啟“石墨烯電子學”大門的“關鍵鑰匙”。
馬雷教授研究團隊通過對外延石墨烯生長過程的精確調控，成功地在石墨烯中引入了帶隙，創造了一種新型穩定的半導體石墨烯。這項科技通過對生長環境的溫度、時間及氣體流量進行嚴格控制，確保了碳原子在碳化硅襯底上能形成高度有序的結構。這種半導體石墨烯不僅具有帶隙，在室溫下也擁有遠超過硅材料的電子遷移率，并且擁有硅材料所不具備的獨特性質。
據介紹，該項研究采用創新的準平衡退火方法制備的超大單層單晶疇半導體外延石墨烯，具有生長面積大、均勻性高、工藝流程簡單、成本低廉等優勢，彌補了傳統生產工藝的不足,其室溫遷移率優于目前所有單層晶體至少一個數量級，基本滿足了工業化應用需求。
