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　　包括英國國家物理實(shí)驗室在內的跨歐研究小組開(kāi)發(fā)出了一種令人難以置信的石墨烯材料，其將成為微型芯片和觸摸屏等未來(lái)高速電子產(chǎn)品的關(guān)鍵成分。在該成果的推進(jìn)下，生產(chǎn)出作為未來(lái)納米技術(shù)基礎的新材料研究又向前邁了一步。

　　石墨烯早已展示出其巨大的潛力，但之前僅能實(shí)現小規模生產(chǎn)，對更好地測量、理解和開(kāi)發(fā)造成了局限。在1月17日出版的《自然·納米技術(shù)》雜志上，研究人員首次向人們展示了如何擴展石墨烯尺寸并提升質(zhì)量以滿(mǎn)足實(shí)際開(kāi)發(fā)的方法，并成功地測量了其電子特性。這些重大突破克服了擴展石墨烯技術(shù)應用中的兩個(gè)最大障礙。

　　到目前為止，高質(zhì)量的石墨烯只能以幾分之一毫米的形式體現，使用的是諸如用膠帶從石墨晶體上一層層加以剝離的辦法。要產(chǎn)生出可實(shí)用的電子器件則需要生長(cháng)出更大尺寸的材料。而現在，研究人員終于首次用較大面積(大約50平方毫米)的石墨烯層成功制造并運行了大量的電子器件。

　　這個(gè)石墨烯樣本是在碳化硅上以外延法生成的，外延法是一種在一個(gè)晶體層上生長(cháng)出另一晶體層的方法。有了這樣具有重要意義的樣本，不僅證明石墨烯能以可擴展的方式實(shí)際制作出來(lái)，也使得科學(xué)家可更好地理解其重要性能。

　　該項目的第二個(gè)重要突破是實(shí)現了以前所未有的精確度來(lái)測量石墨烯的電特性，從而為建立起更簡(jiǎn)便、更準確的標準鋪平了道路。

　　測量電阻的國際標準都基于量子霍爾效應，即二維材料的電特性只能由其基本自然常數決定。截至目前，這種效應只在少量傳統半導體中才能展現出足夠的精度。此外，這樣的測量還需要在接近絕對零度的溫度下進(jìn)行，同時(shí)還需施加非常強的磁場(chǎng)，但全世界僅有少數幾家專(zhuān)業(yè)實(shí)驗室具備這樣的條件。

　　長(cháng)期來(lái)講，石墨烯傾向于能提供一個(gè)更好的標準，但目前的樣本尚不足以做到這一點(diǎn)。通過(guò)產(chǎn)生足夠大小和質(zhì)量的樣本及準確地展示霍爾電阻，研究人員已證明石墨烯具有大規模取代傳統半導體的潛力。

　　此外石墨烯可在更高溫度下展示量子霍爾效應。這意味著(zhù)石墨烯電阻標準可得到更廣泛的運用，也將有更多的實(shí)驗室能滿(mǎn)足測量所需的條件。除了運行速度和耐用性方面的優(yōu)勢，這也將加快生產(chǎn)進(jìn)程，使未來(lái)以石墨烯為基礎的電子技術(shù)產(chǎn)品成本降低。

　　英國國家物理實(shí)驗室量子檢測組的亞歷山大·察侖丘克教授指出，此項目最令人轟動(dòng)的是，大面積的外延石墨烯不僅展示了其結構連續性，而且在精確測量所需的完美度上并不遜于發(fā)展歷史更悠久的傳統半導體。(馮衛東)