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美科学家设计出简便快速的纳米电线制造方法 |
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只需加热即可将氧化石墨烯转为导电物质 |
据美国物理学家组织网6月10日报道，美国一联合研究小组称，他们在利用石墨烯制造纳米电路领域获得了突破：设计出了简便、快速的纳米电线制造方法，能够调谐石墨烯的电学特征，使氧化石墨烯从绝缘物质变成导电物质。这被认定为石墨烯电子学领域的一项重要发现，相关研究报告发表在6月11日出版的《科学》杂志上。
纳米电路的研究人员之所以对于石墨烯的研究颇具热忱，是因为与硅相比，电子在石墨烯内移动时会受到更小的阻力，而硅晶体管的尺寸也已经接近了相关物理定律的极限。虽然石墨烯纳米电子学可比硅基电子学速度更快且消耗更少的能量，但此前无人知晓如何制造可扩展或可重复的石墨烯纳米结构。
研究小组测试了2种氧化石墨烯，一种由碳化硅制成，另一种则由石墨粉构成。研究人员使用了热化学纳米光刻技术以提升纳米量级的石墨烯的温度，从而设计出类似石墨烯的纳米电路。当温度达到130摄氏度时，氧化石墨烯变得更具传导性，并能从绝缘物质转变为更具传导性的纳米线等石墨烯类似物质。这些性能都是该技术颇具成效的标志。
乔治亚理工学院物理系副教授爱丽莎·雷多谈道：“研究表明，通过使用原子力显微镜的尖端局部加热绝缘的氧化石墨烯，我们可将纳米线的大小降至12纳米，并能将它的电子特性调谐至4个传导量级以上。实验过程中也并未出现尖端磨损或是石墨烯样本损坏的情况。”
伊利诺伊大学香槟分校机械科学和工程系的副教授威廉·金也认为新技术有三大优势：一是整个过程只需一步完成，单纯通过纳米加热就可将绝缘氧化石墨烯转化为功能性导电材料；二是此技术可适用于多种类型的石墨烯；三是新技术效率极高，可在极短时间内合成纳米结构，对纳米电路的制造十分有益。
研究人员还表示，从氧化石墨烯到石墨烯的简单转换是制造导电性纳米线的重要途径，其不仅可应用于软性电子学领域，还有望用于生产与生物兼容的石墨烯电线，可被用于测量单个生物细胞的电子信号。
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