石墨烯在电子器件研究中的应用

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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

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

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

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。


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。

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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。

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