納米電路的研究人員之所以對(duì)于石墨烯的研究頗具熱忱,是因?yàn)榕c硅相比,電子在石墨烯內(nèi)移動(dòng)時(shí)會(huì)受到更小的阻力,而硅晶體管的尺寸也已經(jīng)接近了相關(guān)物理定律的極限。雖然石墨烯納米電子學(xué)可比硅基電子學(xué)速度更快且消耗更少的能量,但此前無(wú)人知曉如何制造可擴(kuò)展或可重復(fù)的石墨烯納米結(jié)構(gòu)!
研究小組測(cè)試了2種氧化石墨烯,一種由碳化硅制成,另一種則由石墨粉構(gòu)成。研究人員使用了熱化學(xué)納米光刻技術(shù)以提升納米量級(jí)的石墨烯的溫度,從而設(shè)計(jì)出類似石墨烯的納米電路。當(dāng)溫度達(dá)到130攝氏度時(shí),氧化石墨烯變得更具傳導(dǎo)性,并能從絕緣物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邆鲗?dǎo)性的納米線等石墨烯類似物質(zhì)。這些性能都是該技術(shù)頗具成效的標(biāo)志。
喬治亞理工學(xué)院物理系副教授愛(ài)麗莎·雷多談道:“研究表明,通過(guò)使用原子力顯微鏡的尖端局部加熱絕緣的氧化石墨烯,我們可將納米線的大小降至12納米,并能將它的電子特性調(diào)諧至4個(gè)傳導(dǎo)量級(jí)以上。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也并未出現(xiàn)尖端磨損或是石墨烯樣本損壞的情況!
伊利諾伊大學(xué)香檳分校機(jī)械科學(xué)和工程系的副教授威廉·金也認(rèn)為新技術(shù)有三大優(yōu)勢(shì):一是整個(gè)過(guò)程只需一步完成,單純通過(guò)納米加熱就可將絕緣氧化石墨烯轉(zhuǎn)化為功能性導(dǎo)電材料;二是此技術(shù)可適用于多種類型的石墨烯;三是新技術(shù)效率極高,可在極短時(shí)間內(nèi)合成納米結(jié)構(gòu),對(duì)納米電路的制造十分有益。
研究人員還表示,從氧化石墨烯到石墨烯的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換是制造導(dǎo)電性納米線的重要途徑,其不僅可應(yīng)用于軟性電子學(xué)領(lǐng)域,還有望用于生產(chǎn)與生物兼容的石墨烯電線,可被用于測(cè)量單個(gè)生物細(xì)胞的電子信號(hào)。