应用石墨烯材料,手机屏幕可以轻易弯曲甚至折叠。
石墨烯的出现,有望给我们的生活带来惊喜。手机充电可以“秒充”,手机屏幕可以轻易弯曲甚至折叠,汽车可以使用石墨烯导静电轮胎,避免摩擦起电发生爆燃……从航空航天、电子信息到节能环保,利用石墨烯的特性,很多领域很可能都会发生巨大的变化。
用石墨烯替代硅,可以提高电子芯片的性能。科研人员目前正把石墨烯的生产和应用引入半导体行业,石墨烯引发的技术革命很可能从我们常见的小小芯片开始。
电子芯片的基础材料是硅。然而,随着芯片上元器件越来越密集,最高端的芯片上,两个元器件之间的距离已经不到10个纳米,几乎到达硅材料的极限。想要继续提高性能,该怎么办?科研人员开始尝试用石墨烯部分代替硅的作用。
“由石墨烯制作的器件,理论上频率可以达到硅的十倍甚至上百倍,可以在雷达上应用,大幅提高雷达的分辨率。而且在通讯、成像上都有比较广泛的应用。”孔月婵介绍说,而且,当前石墨烯的研发生产设备和普通半导体器材生产设备一样,现有的技术开发都可以基于成熟的设备和工艺,为后续的工程化研制奠定了基础。
科研人员还在做另一件大事。他们让石墨烯附着在厚度只有50纳米的金箔上,然后用一套新的办法,把石墨烯完整地转移到柔软的塑料片上。
孔月婵说,石墨烯可以通过灵活的方法转移到任意科研人员希望的衬底上,比如电子器件上专用的一个塑料衬底,它具备柔性,也适合晶体管的制备过程。通过特别的石墨烯转移技术,将带有石墨烯的金箔附着在了塑料片上,以之为基础在这块塑料片上制备出具有一定功能的电子器件。最关键的是,这样的电子器件可以轻松弯曲。未来无论是可以折叠的显示屏幕,还是能够植入人体的可穿戴设备,都可能靠这样的石墨烯器件来实现。
石墨烯另一个被寄予厚望的应用领域是电能的储存。在天津电源研究所,这里的科研人员正在开展最先进电容器的研究。