《機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存》PPT課件

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1、機(jī)遇挑戰(zhàn)并存——石墨烯的應(yīng)用前景預(yù)測(cè)及相應(yīng)技術(shù)課題一、石墨烯未來應(yīng)用預(yù)測(cè)之一徹底搶占硅材料地位，統(tǒng)領(lǐng)第三代科技革命播放石墨烯未來應(yīng)用預(yù)測(cè)http://v.youku.com/v_show/id_XMjgwMjQ0OTUy.html二、石墨烯未來應(yīng)用預(yù)測(cè)的現(xiàn)實(shí)依據(jù)12微米級(jí)單層石墨烯的神奇特性石墨烯納電子器件的發(fā)展現(xiàn)狀（1）、石墨烯觸摸面板的初步探索（2）、石墨烯晶體管的初步探索（3）、石墨烯存儲(chǔ)器的初步探索（4）、石墨烯調(diào)制解調(diào)器的研制成果1、微米級(jí)石墨烯的神奇特性2、石墨烯納電子器件的初步探索（1）利用石墨烯

2、試制的觸摸面板這個(gè)觸摸屏由上下兩層粘在PET薄膜上的石墨烯構(gòu)成，沒有接觸的情況下，兩層石墨烯被下層上放置的絕緣點(diǎn)陣阻隔而互不接觸。當(dāng)外界壓力存在的時(shí)候，PET薄膜和石墨烯在壓力下發(fā)生形變，這樣上下兩層石墨烯就發(fā)生接觸，電路連通。接觸的位置不同，器件邊緣電極收集到的電信號(hào)也不一樣，通過對(duì)電信號(hào)的分析，就可以確定是觸摸屏上的哪個(gè)位置發(fā)生了接觸。三星公司的成功，讓人們看到，這種生成大尺寸石墨烯的方法完全適合于工業(yè)應(yīng)用，而且相對(duì)于傳統(tǒng)方法，成本低了很多。（2）、石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)初步探索美國IBM公司于201

3、0年12月發(fā)布了其與美國麻省理工學(xué)院(MIT)的共同研究成果——在SiC基板上形成的柵長(zhǎng)為240nm的石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET),并驗(yàn)證其截止頻率為230GHz，大大改善了晶體管的性能。首先我們通過一個(gè)短片（3）、石墨烯存儲(chǔ)器的初步探索1利用石墨烯架構(gòu)更簡(jiǎn)單的雙端式存儲(chǔ)器件。這種石墨烯存儲(chǔ)器單元僅有兩個(gè)端子，通過在存儲(chǔ)單元兩端加不同電壓就可以完成對(duì)存儲(chǔ)單元的讀／寫或刪除。它的位單元可緊湊地放置在一起并且能將導(dǎo)致存儲(chǔ)器發(fā)熱的漏電流做到非常小。2應(yīng)用近藤效應(yīng)制作磁性石墨烯存儲(chǔ)器2011年4月，美國馬里蘭大學(xué)的研究

4、人員最近發(fā)現(xiàn)，在石墨烯晶格中人為地、有控制地引入晶格缺陷，可以產(chǎn)生局部磁場(chǎng)，這些磁場(chǎng)對(duì)傳導(dǎo)電子散射幾率的影響類似于摻雜金屬晶體中產(chǎn)生的近藤效應(yīng)。研究人員希望這一發(fā)現(xiàn)使得石墨烯可以被用來制造磁傳感器和磁阻隨機(jī)存儲(chǔ)器。2011年6月，美國加州大學(xué)和韓國三星電子開發(fā)出了在大面積柔性基板上集成三維層疊型存儲(chǔ)器的基本技術(shù)。通過在把電荷積聚在絕緣膜上的捕獲型存儲(chǔ)器的溝道上采用石墨烯，在柔性基板上形成了能夠三維層疊的高性能非易失性存儲(chǔ)器。3在大面積柔性基板上制造三維存儲(chǔ)器假如石墨烯存儲(chǔ)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的話，未來我們電腦中的存儲(chǔ)設(shè)

5、備也許會(huì)以PB（1024TB）為單位計(jì)算，而因存儲(chǔ)介質(zhì)損壞導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失的煩惱也將遠(yuǎn)離我們。首先我們通過一個(gè)短片（4）、石墨烯調(diào)制解調(diào)器的研制成果美國華裔科學(xué)家研制出全球最小的“石墨烯光學(xué)調(diào)制解調(diào)器”（調(diào)制解調(diào)器俗稱“貓”）。它比頭發(fā)絲還要細(xì)400倍，可高速傳輸信號(hào)，有望將網(wǎng)速提高1萬倍，1秒鐘下載1部高清電影指日可待。這種光學(xué)調(diào)制解調(diào)器的基本原理：對(duì)石墨烯施加適當(dāng)?shù)碾妷?，使石墨烯中電子的能量（費(fèi)米能級(jí)）發(fā)生改變，進(jìn)而使石墨烯擁有打開或關(guān)閉光線的功能。（石墨烯是否吸收光線取決于其費(fèi)米能級(jí)）石墨烯調(diào)制解調(diào)器只需幾美

6、元，它的個(gè)頭卻比頭發(fā)絲還要細(xì)400倍，可以與計(jì)算機(jī)的任何器件相結(jié)合，最終可以把它集成到中央處理器（CPU）中。三、限制石墨烯實(shí)際應(yīng)用的相關(guān)課題如何在所要求的基板或位置制作出不含缺陷及雜質(zhì)的高品質(zhì)的任意層數(shù)的石墨烯進(jìn)一步改進(jìn)CVD法或開發(fā)新的制備工藝制備所要求基板的大面積石墨烯石墨烯產(chǎn)品最終能否搶占硅材料產(chǎn)品地位，取決于其能否實(shí)現(xiàn)工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)量產(chǎn)化大面積高品質(zhì)1制備工藝課題2、石墨烯高精度可控?fù)诫s技術(shù)課題石墨烯眾多神奇特性于一身，其電子遷移率高于硅材料兩個(gè)級(jí)數(shù)，表明石墨烯有望替代半導(dǎo)體工業(yè)中的硅材料。然而，石

7、墨烯為零帶隙半導(dǎo)體，因此能否有效調(diào)控其電學(xué)性質(zhì)決定著這種新材料在微電子等行業(yè)的應(yīng)用前途。而摻雜被認(rèn)為是調(diào)控石墨烯電學(xué)性質(zhì)的有效手段之一。附圖應(yīng)用領(lǐng)域從原子尺寸擴(kuò)大到宇宙謹(jǐn)此拜謝多提寶貴意見