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材料 | 可卷曲商用化又近一步,韩研院合成大面积白色石墨烯成功
2019-05-27 14:10:00
韩国基础科学研究院（IBS）成功制成了竖向10cm大小的单晶二维白色石墨烯。
此前在制造成几㎟ 的尺寸上受限的二维单晶材料，可以直接应用在半导体制作工厂上，成功实现大面积化生产，预计继硅之后的新一代半导体时代的到来又提前了一步。
IBS多维碳材料研究团队丁峰课题组长和研究员 （图片来源：inews24）
IBS多维碳材料研究团队丁峰教授课题组（UNIST杰出教授）5月23日发布称，课题组与中国、瑞士研究团队一起成功实现了将单晶二维白色石墨烯（h-BN，六方晶系氮化硼）最大实现100㎠的大面积生产。
二维单晶材料的开发是实现像报纸一样可以卷曲的低耗电量·、高性能的可卷曲显示商用化必备的核心技术。
为了实现可卷曲显示的商用化，需要能代替坚硬的硅材料的二维材料。这种材料的厚度仅有1~2个原子层的厚度，薄型且具有伸缩性。目前为止，在石墨烯外尚没有将能实现二维单晶材料商用化的尺寸进行大面积生产的案例。
研究团队通过模拟研究，先找到了合成公式，即使用比要合成的材料表面对称性低的基板即可实现多种二维单晶材料的大面积催化。并据此，使用表面对称性比石墨烯低的铜基板，成功实现大面积化。
白色石墨烯 （图片来源：互联网）
仅靠导体石墨烯无法实现半导体，但将导体石墨烯与绝缘体白色石墨烯层层堆积，不需要另外的工程，即可制作数个原子层厚度的既薄又有伸缩性的高性能·低耗电的新一代半导体。
研究团队发现的大面积化的合成公式为：使用比要合成的物质的表面对称性低的基板，就能制造出原子的排列比较均一的单晶材料。”
6方晶系氮化硼（h-BN）实现硼（B）元素和氮（N）元素的三角形形态，每旋转120°时就会出现相同的形状，具备3轴对称性。研究团队制作出表面对称性为二轴的铜基板，在其上面催化出h-BN，即成功制造出大面积的单晶材料。
预计该技术也将对此前虽然性能优秀但大面积化困难的其他材料的商用化有帮助。
IBS研究组长丁峰称“二维材料本身已经非常优秀，若将几个材料层层堆积使用时，共同的效果更加明显。”，并称“继硅之后新一代半导体市场的门已经打开，将有助于实现目前还无法想象的具备新物性的电子设备。”
该研究结果发布在Nature杂志23日网络版上。
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