石墨烯纳米网：适用于现代微机的新型纳米技术“砖”

时间：2022-02-03 19:58:05来源：

石墨烯纳米网。

日本高级科学技术研究院（JAIST）的研究人员已通过氦离子束显微镜成功地大面积制造了悬浮的石墨烯纳米网。在1.2 um长和500 nm宽的悬浮石墨烯上均匀地图案化6nm直径的纳米孔。通过系统地将间距（纳米孔中心到纳米孔中心）控制在15 nm至50 nm之间，可以实现一系列稳定的石墨烯纳米网状器件。这为研究石墨烯纳米网的内在特性提供了一种实用的方法，可用于气体传感，声子工程和量子技术。

石墨烯具有出色的电，热和光学性能，在未来十年内有望用于许多应用。它也可能代替硅来构建下一代电路。但是，如果没有带隙，将石墨烯用作场效应晶体管（FET）并不容易。研究人员试图将石墨烯片切成一小片石墨烯纳米带，并成功观察到带隙开口。但是，石墨烯纳米带的电流太低，无法驱动集成电路。在这种情况下，通过在石墨烯上引入周期性的纳米孔来指出石墨烯纳米网，这也被认为是非常小的石墨烯纳米带阵列。

由刘发勇博士和水田浩史教授领导的研究小组与国家先进工业科学技术研究院（AIST）的研究人员合作证明，使用低于10的氦离子束显微镜可以快速实现大面积悬浮的石墨烯纳米网。纳米孔径和良好控制的间距。与慢速TEM图案相比，氦离子束铣削技术克服了速度限制，同时提供了很高的成像分辨率。通过最初的电学测量，发现石墨烯纳米网的热活化能通过增加石墨烯纳米网的孔隙率而指数增加。这立即为带隙工程提供了一种超越常规纳米带方法的新方法。该团队计划继续探索将石墨烯纳米网用于声子工程的应用。

石墨烯纳米网是现代微机系统的一种新的“砖”。从理论上讲，我们可以在原始的悬浮石墨烯上生成多种周期性图案，从而将器件的性能调整到特定应用的方向，特别是在纳米级热管理方面。 MIZUTA实验室负责人水田浩史教授说。MIZUTA实验室目前正在开发石墨烯基器件的电学和热学特性，以用于基础物理和潜在应用，例如气体传感器和热整流器。目的是使用石墨烯构建绿色世界。

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参考：“通过氦离子束铣削实现电导可调谐悬浮石墨烯纳米筛网”，作者：王发永，王忠旺，中谷大豆，小川慎一，森田幸纪，Marek Schmidt，Mayeesha Haque，Manoharan Muruganathan和Hiroshi Mizuta，2020年4月7日，微机械。DOI：
10.3390 / mi11040387

这项研究得到了日本科学促进会（JSPS）资助的18H03861、19H05520科研资助的支持。