晚报714浙江大学高性能石墨烯纤维 [复制链接]

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浙江大学教授高超研究团队近日在石墨烯纤维的规模化制备及高性能化等方面再次取得新突破，两篇论文先后发表于《先进材料》。

高超团队针对如何提升石墨烯纤维的力学性能和导电性能两大关键问题开展了系统研究。首次提出了“全尺度协同缺陷工程”策略，实现了高性能石墨烯纤维的规模化制备，所得石墨烯纤维直径最细可达.6μm（约为头发丝的%～2%），力学强度最高可达2.2GPa，导电率达到8×05S/m，代表了石墨烯纤维目前最高的性能水平。

基于此，该团队进一步采用“化学掺杂”方法，将氯化铁、溴、钾等物质引入到石墨烯纤维内部，得到掺杂的石墨烯纤维能显著提高载流子浓度，使其导电率有了数量级的提升。例如，纤维的导电率高达2.2×07S/m，高于金属镍（.5×07S/m）、接近金属铝（3.5×07S/m）。另外，由于石墨烯纤维的密度远低于金属，其比导电率（导电率与密度的比值）约是镍的8倍、铜的2倍，并与铝相当。高超告诉《中国科学报》记者，高的比导电率使石墨烯纤维在轻质导线、电动马达、信号传输、能源储存与转化、电热器、电磁屏蔽、场发射等领域有巨大的潜在应用价值。

美国能源部伯克利劳伦斯国家实验室（BerkeleyLab）研发了一种基于石墨烯和MoS2的组装晶体管的方法。

研究人员介绍：“该方法是在二氧化硅衬底上的导电石墨烯中刻蚀狭窄的通道。然后在这些通道中充满二维MoS2。通过该方法，石墨烯可以将电子注入到MoS2通道的导带中，其性能与简单地使用金属接触来注入电子相比有了很大的改进。”

该合成方法能够覆盖几厘米长、几毫米宽的区域，使商业规模生产硅晶片成为可能。研究小组将晶体管组装在逆变器的电路中，强调其在商业集成电路生产中的适用性。

研究人员说：“这两种二维晶体已在晶片级规模以一种与目前半导体制造兼容的方式被合成。通过将我们的技术与其他生长系统整合，很有可能未来计算将完全通过原子级厚度晶体完成。

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