曼大研究人員本月宣布,，已成功制成只有幾原子厚的硒化銦材料。它擁有比石墨烯更好的半導(dǎo)體屬性,，是未來替代硅制作電子芯片的理想材料,。
近十年來,，全世界對(duì)石墨烯和二維材料的研究進(jìn)行了巨大的投入。這些努力沒有白費(fèi),。近期,，一種可應(yīng)用于未來超算設(shè)備的新型半導(dǎo)體材料浮出水面,。
這種半導(dǎo)體名為硒化銦 （InSe），它只有幾原子厚,，十分接近石墨烯,。本月，曼徹斯特大學(xué)和諾丁漢大學(xué)的研究人員們把這項(xiàng)研究發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊 《Nature Nanotechnology》上,。
硒化銦（Indium Selinide,，InSe）
比石墨烯更好的半導(dǎo)體
石墨烯只有一層原子那么厚，具有無可比擬的導(dǎo)電性,。全世界的專家們都在暢想石墨烯在未來電路中的應(yīng)用,。
盡管有那么多的超凡屬性，石墨烯卻沒有能隙（energy gap）,。不同于普通的半導(dǎo)體,，它的化學(xué)表現(xiàn)更像是金屬。這使得它在類似于晶體管的應(yīng)用上前景黯淡,。
這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)證明,，硒化銦晶體可以做得只有幾層原子那么薄。它已表現(xiàn)出大幅優(yōu)于硅的電子屬性,。而硅是今天的電子元器件（尤其是芯片）所普遍使用的材料,。
更重要的是，跟石墨烯不同,，硒化銦的能隙相當(dāng)大,。這使得它做成的晶體管可以很容易地開啟/關(guān)閉。這一點(diǎn)和硅很像,，使硒化銦成為硅的理想替代材料,。人們可以用它來制作下一代超高速的電子設(shè)備。
石墨烯之父：它是硅和石墨烯中間的理想材料
當(dāng)下,，科學(xué)家們很喜歡把石墨烯和其他優(yōu)秀的材料結(jié)合起來。讓石墨烯的非凡屬性和其他材料的特點(diǎn)進(jìn)行互補(bǔ),。這往往產(chǎn)生令人興奮的科學(xué)發(fā)現(xiàn),，并會(huì)以我們想象不到的方式應(yīng)用在實(shí)際問題中。
“石墨烯之父 ”Sir Andre Geim 說：
“超薄的硒化銦,，是處于硅和石墨烯之間的理想材料,。類似于石墨烯，硒化銦具有天然超薄的形態(tài),，使真正納米級(jí)的工藝成為可能,。又和硅類似，硒化銦是優(yōu)秀的半導(dǎo)體,?！?/em>
Sir Andre Geim
由于發(fā)現(xiàn)了石墨烯,，Sir Andre Geim 獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他同時(shí)也是這項(xiàng)研究的作者之一,。他認(rèn)為,，這項(xiàng)硒化銦的發(fā)現(xiàn)會(huì)對(duì)未來電子產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大沖擊。
硒化銦是國立石墨烯研究院的最新成果
國立石墨烯研究院
曼徹斯特大學(xué)的研究人員們需要克服一項(xiàng)首要問題,，才能制作出高質(zhì)量的硒化銦裝置,。由于太薄，硒化銦會(huì)快速被氧氣和空氣中的水分分解,。為避免這種情況,，硒化銦裝置必須在氬氣中制作。而這利用了曼大國立石墨烯研究院開發(fā)的技術(shù),。
這使得世界上第一片高質(zhì)量,、原子厚度的硒化銦薄膜被生產(chǎn)出來。它在室溫下的電子遷移率達(dá)到 2,，000 cm2/Vs,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了硅。在更低溫度下,，這項(xiàng)指標(biāo)還會(huì)成倍増長,。
當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)中，研究者們制作出的硒化銦長寬有幾微米,，大約相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的橫截面那么大,。研究人員們相信，只要結(jié)合現(xiàn)有的制作大面積石墨烯的技術(shù),，硒化銦的商業(yè)化生產(chǎn)指日可待,。
國立石墨烯研究院負(fù)責(zé)人，同時(shí)也是這篇論文作者之一的 Vladimir Falko 教授說：
“國立石墨烯研究院開發(fā)的技術(shù),，能把材料的原子層進(jìn)行分離,，生產(chǎn)出高質(zhì)量二維晶體。這項(xiàng)技術(shù)為開發(fā)應(yīng)用于光電子學(xué)的新材料,，提供了廣闊的前景,。我們一直在尋找新的層狀材料做試驗(yàn)?！?/p>
超薄硒化銦,，是飛速增長的的二維晶體大家族中的一員。這些二維晶體,，根據(jù)結(jié)構(gòu),、厚度和化學(xué)成分的不同，有許多有用的屬性。對(duì)石墨烯和二維材料的研究,，溝通了科學(xué)和工程技術(shù),。在今天，這是材料科學(xué)發(fā)展最快的領(lǐng)域,。