擺脫美國制裁重要成果︱天津大學全球首製石墨烯半導體 處理資料速度快矽10倍以上
發佈時間：11:53 2024-01-05
天津大學及美國喬治亞理工學院專家組成的國際團隊，成功製造出世界首個石墨烯半導體，其在室溫環境下速度較矽快10倍以上，對製造出更快更小的電子設備具重要意義。相關論文已刊登在《自然》（Nature）期刊。有評論認為，石墨烯半導體是中國擺脫美國半導體制裁的重要方向。
第一財經報道，該篇已刊於《自然》網站的《碳化矽上的超高遷移率半導體外延石墨烯》論文，共同第一作者分別為趙健、紀佩璇、李雅奇、李睿四人，其他多位署名作者主要來自天津大學研究團隊，以及美國喬治亞理工學院的研究人員。
團隊指導教師天津大學講席教授，天津納米顆粒與納米系統國際研究中心執行主任馬雷向第一財經表示，這項石墨烯半導體研究，是以天津大學的團隊為主導，而網傳由美方主導一說只為誤傳。
馬雷表示，研究成果發現於2021年下半年，上述論文成文於2022年。研究由文章的署名作者之一 Walt A. de Heer提點研究方向，馬雷帶領的中國研究團隊承擔主要研究和攻關工作。「這在論文的『Contribution』部分已經寫得很清楚。」他表示。
最快十年投入實用
馬雷又指，這應該是世上第一個用石墨烯製成的功能半導體。
根據論文摘要，馬雷的研究團隊使用特殊熔爐在由有機薄膜覆蓋的碳化矽晶圓上生長石墨烯時生產了大面積單晶類石墨烯材料。由於它是一種在碳化矽晶面上生長的物質，結構外延石墨烯幾乎一樣但是沒有較好的導電性。
據測量數據表明，這種半導體石墨烯在室溫具有矽的10倍以上的遷移率。
馬雷研究團隊表示，該研究對石墨烯電子學走向實用化具有重大意義。不過距離石墨烯半導體完全落地，估計還要10到15年。
石墨烯成反美國制裁利器
石墨烯曾被認為只是一種假設性的結構，無法單獨穩定存在。直至英國曼徹斯特大學物理學家安德烈．海姆（Andre Konstantin Geim）和康斯坦丁．諾沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）於2004年成功地從石墨中分離出石墨烯，才證實它可以單獨存在。兩人亦因此獲得2010年諾貝爾物理學獎。
全球80%的石墨礦儲量在中國，令中國發展石墨烯具先天優勢。台積電創辦人張忠謀曾公開表示：「看好碳導管、石墨烯等新材料可能會成為下一波半導體新技術！」
石墨烯在高端科技發展上具有多種應用前景，除半導體外，還用於電池儲能，是中國擺脫美國半導體制裁的重要方向。
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