石墨烯在电子半导体行业应用盘点TOP12.doc

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2、们石墨烯高大上的形象啊。　　显而易见，现在太多拿着石墨烯应用炒概念的，要么是借用石墨烯概念拉升股票，要么是借用石墨烯概念来给吹嘘自己已有产品，把数据吹得非常离谱——这些从科学上讲是非常不靠谱的，他们并不是真的石墨烯。从应用的角度，石墨烯目前还在讲故事的阶段，发展程度上只能说是符合预期，而且在中国，产学研结合进度更是低于预期，前几天清华大学教授王志华更是在公开场合表态：“石墨烯用于IC业？五年内都是一句空话！”请记得，过度的炒作是一种伤害。　　被媒体过度炒作的石墨烯，“神奇材料”石墨烯最先在2004年时被从石墨中分离出来，是由单层碳原子层构

3、成的蜂窝状晶格二维原子晶体。EDN年初也曾报道过石墨烯的八种制作方法（点击原文查看）。石墨烯大约只有0.34纳米厚——一个单原子的厚度，其特殊的结构形态使其具备目前世界上最硬、最薄的特征，同时也具有很强的韧性、导电性和导热性。这是一种理想的替代型材料，被认为将在半导体、光伏、锂电池、航天、军工、LED、触控屏等大量领域带来材料革命。整理了一些应用案例，大家可以猜猜哪些更容易商用，或者，还有哪些被漏掉？　　　　应用一：石墨烯触摸屏　　这应该是石墨烯呼声最高的应用。智能手机最关键的一部分就是有一块既能导电又非常透明的触摸屏。恰好，这正是石墨烯

4、的特性！而且石墨烯的强度和柔韧性，都比目前的透明电极材料氧化铟锡（ITO）要更好。　　早在2010年，韩国成均馆大学和三星公司的研究人员，就制造出由多层石墨烯和聚酯片基底组成的透明可弯曲显示屏。当时，论文通讯作者、成均馆大学教授洪秉就提出，他们的方法可用于制造基于石墨烯的太阳能电池、触摸传感器和平板显示器。但他当时也承认，大规模制造和商业化还为时尚早。　　不过，五年来的发展，也出乎他的意料。在10月底在青岛召开的石墨烯创新大会上，洪秉熙介绍说，石墨烯透明电极已经广泛地应用于各种各样的柔性光电器件，包括触摸屏传感器、有机发光二极管（OLED

5、）和有机光伏器件。　　应用二：石墨烯墨水打印射频天线　　英国曼彻斯特大学研究人员与石墨烯生产商BGT材料有限公司合作，用压缩石墨烯墨水打印出射频天线。——科学家将石墨烯材料的应用又向前推进了一大步。这种天线灵活、环保，可廉价大批量生产，能够应用在无线射频识别（RFID）标签和无线传感器上。　　目前，大多数商用RFID标签由金属铝和铜组成，材料昂贵、制作过程复杂，而基于石墨烯的RFID标签能够大幅度降低材料成本。该研究团队已经开始计划开发石墨烯RFID标签，以及传感器和可穿戴电子产品了。石墨烯油墨成本低且很柔软，比其他如纳米金属粒子导电油墨

6、的性能还要强大很多。　　应用三：石墨烯灯泡　　石墨烯可调光灯泡号称可节省10%的能源，使用寿命也更长，内含由英国曼彻斯特大学所设计、外罩石墨烯的灯丝状LED。石墨烯灯泡价格每颗约15英镑，这款灯泡的设计是以传统灯泡形状为基础，石墨烯能让灯泡的导电以及散热更有效率。　　应用四：更强夜视能力的视觉传感器　　现在夜视很多用红外线系统，但是这种设备体积大是个硬伤啊。于是，研究人员将基于石墨烯的光热电探测器（photothermoelectricdetector）整合在微机械氮化硅薄膜（micrmachinedsiliconnitridemembr

7、ane）上。叮咚，数据来了：7~9V/W的响应在10.6微米（micron）波长以及23ms时间常数下达成；氮化硅薄膜带来的温度隔离以及宽带红外线吸收，能实现300~500K的黑体目标（blackbodytarget）探测与成像。　　此外，石墨烯的高载体迁移率（carriermobility）可用以抵抗噪声，因此免除了冷却技术的需求，并足以在不需低温冷却的前提下侦测来自人体的热辐射。　　　　应用五：芯片上光通讯　　“我们已开发出世界上最薄的灯泡！”纽约哥伦比亚大学工程学院教授JamesHone说，这种新型的“宽带”光发射器可以整合到芯片上

8、，可为实现薄如原子、可挠曲及透明的显示器铺路，还能做到基于石墨烯的芯片上（On-chip）光通讯。　　今年稍早，曼彻斯特大学（ManchesterUniversity）已发布以石墨烯为基础开发