石墨烯（graphene）被很多人認(rèn)為是矽材料的后繼者,，因?yàn)槠潆娮舆w移率可達(dá)到矽的十倍以上，并解決了矽材料在制程微縮方面的許多問(wèn)題；不過(guò)石墨烯缺乏制作電晶體所需的能隙（bandgap）,，也延遲了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)在有研究人員提出以導(dǎo)電聚合物涂布石墨烯的方式,，號(hào)稱(chēng)能制造出價(jià)格比采用矽材料廉價(jià)許多的有機(jī)電子元件,。
瑞典于默奧大學(xué)（Umea University）的研究人員正與美國(guó)史丹佛大學(xué)（Stanford University）以及后者旗下的同步雷射光源實(shí)驗(yàn)室（SSRL，原名為SLAC-史丹佛線性加速中心）合作,，以新開(kāi)發(fā)的石墨烯/聚合物混合材料打造原型,，并有了顯著成果；研究人員不但大幅加速聚合物使之成為高遷移率半導(dǎo)體,，該混合材料具備的高彈性,，似乎能同時(shí)應(yīng)用在平面電子元件以及垂直導(dǎo)向的LED與太陽(yáng)能電池等元件。
上述跨國(guó)研究團(tuán)隊(duì)主持人,、于默奧大學(xué)教授David Barbero表示,，他們所開(kāi)發(fā)的聚合物薄膜本身是軟性的,，石墨烯層也是軟性的，而實(shí)驗(yàn)所采用的玻璃與矽基板則是堅(jiān)硬的,，因此整體堆疊也是堅(jiān)硬的；但是該石墨烯/聚合物薄膜也能應(yīng)用在軟性基板上,，讓整體堆疊也成為軟性,，支援各種可撓性的應(yīng)用。目前他的團(tuán)隊(duì)正在史丹佛的SSRL進(jìn)行實(shí)驗(yàn),。
要在整個(gè)晶圓片上沉積石墨烯并不容易,，Barbero的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種方法，能輕易地在金屬上生長(zhǎng)石墨烯層,，然后將之轉(zhuǎn)移到幾乎任何一種基板上,，包括實(shí)驗(yàn)所采用的矽與玻璃，以及其他軟性聚合物基板,。
（來(lái)源：Umea University）
在石墨烯層上添加半導(dǎo)體聚合物能大幅提升電子遷移率
Barbero表示,，研究團(tuán)隊(duì)利用化學(xué)氣相沉積（CVD）技術(shù)與垂直石英管，將大面積的單層石墨烯與銅箔合成,；接著以旋轉(zhuǎn)涂布方式在該石墨烯層上添加聚合物層（聚甲基丙烯酸甲酯,，poly-methyl meth-acrylate，簡(jiǎn)稱(chēng)PMMA）,，而銅箔部分則以過(guò)硫酸銨（ammonium persulfate）蝕刻,、并以濕式清洗去除殘留。
最后該石墨烯層漂浮在去離子水上,，并轉(zhuǎn)移到矽或玻璃基板進(jìn)行干燥,，將PMMA分解之后就會(huì)剩余純凈的石墨烯層；Barbero指出：“下一步是在石墨烯上沉積半導(dǎo)體聚合物,，這是利用稀釋過(guò)的溶液進(jìn)行旋轉(zhuǎn)涂布直到干燥,，然后就會(huì)產(chǎn)生厚度適中且均勻的薄膜?！?/p>
在描繪新材料特性時(shí),，研究人員的大發(fā)現(xiàn)是該混合材料的電子遷移率反而會(huì)因?yàn)槌练e厚度稍微較高的半導(dǎo)體聚合物而提升，這與其他薄膜可產(chǎn)生的作用正好相反,；也就是說(shuō),，若聚合物半導(dǎo)體的沉積厚度達(dá)到約50奈米，其電子遷移率的提升倍數(shù)會(huì)比沉積厚度僅10奈米的相同聚合物高出五十倍,。研究人員推測(cè),，這是因?yàn)楹穸容^高的薄膜比較厚度低的薄膜，能提供隨機(jī)定向晶體之間更多的路徑（不同于單晶薄膜的晶體是并排的）,。
?。▉?lái)源：Umea University）
除了長(zhǎng)出性能更佳的石墨烯,，研究人員另一個(gè)發(fā)現(xiàn)是，該材料與表面垂直的軸心之傳導(dǎo)性也同樣好,，使得該透明材料能成為例如廉價(jià)太陽(yáng)能電池與LED等光電元件的優(yōu)良候選材料,。Barbero表示：“實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該種材料有潛力做為光電應(yīng)用，而且利用石墨烯層確實(shí)很有機(jī)會(huì)打造出效率更高,，且重量更輕,、超薄、軟性的太陽(yáng)能電池,?！?/p>
有了初步的發(fā)現(xiàn)，研究人員正著手進(jìn)行在石墨烯層上添加不同半導(dǎo)體聚合物的實(shí)驗(yàn),，目標(biāo)是讓新材料的性能超越標(biāo)準(zhǔn)矽晶片,，并讓所有種類(lèi)的塑膠光電元件性能得到進(jìn)一步的提升。