解读石墨烯：10亿欧元能否突破“致命”缺陷？

2014-05-09 00:06

　　但是，诺基亚公司传感器负责人说：“尽管前端公司作出了努力，石墨烯的生产过程仍然非常复杂，将石墨烯添加到基片上难度很大。”旗舰项目的目的是精炼化学气相沉积（cvd）过程，并对备选生产方法进行改良。

　　此外，问题还在于如何把新鲜出炉的石墨烯从催化箔转移到新的基片上。例如，当把石墨烯安置在硅片上时，硅片会起褶皱。一个解决方法是直接在基片上制造石墨烯，或者将其安置在其他更坚固、防护能力更强的单层上，诸如氮化硼。该方法于今年早些时候已经开始了小规模尝试。但是要找到一项实用的生产方法仍然有很长的一段路要走。石墨烯从出生至今，想要获得更大空间，则需要一次彻底的突破。”

　　尽管在制造方面面临诸多挑战，但有人指出石墨烯已经对市场造成了冲击。例如，将多片单层合在一起的多层石墨烯可用于强化网球拍。此外，多层石墨烯可形成传导性回路，马里兰州杰瑟普市沃尔贝克材料公司将其应用于反盗窃包装中。

　　跑的太快：优势变成致命缺陷

　　然而，在数字电子技术领域，石墨烯最突出的优点却成为其最致命的缺点。原则上，石墨烯内部具有极高流动性的电子使其能够以极高的速率处理数据，一些石墨烯器件的数据处理速度已达到400千兆赫，是硅器件的数倍。但由于石墨烯的电子间缺乏带隙，一旦开始传输数据则很难再把它关掉，这严重妨碍了逻辑运算的进行，因为逻辑运算的所有问题都是开与关的问题。

　　如果将其他材料掺杂进石墨烯，这会降低电子的流动速度。因此，研究者正尝试调和石墨烯的电气性能，例如将石墨烯与其他单层材料相结合，或者以二硫化钼和钨联硒化物为材料制造晶体管。总之，直接利用的难度现在来看是巨大的。

除非真有强有力的理由，否则没有人会放弃硅

　　国外某科技公司认为，石墨烯要想代替硅电子的地位，还有很长的路要走。“除非真有强有力的理由，否则没有人会放弃硅。”近期，石墨烯晶体管最大的卖点可能在于它能在多种电压下运转的特点，而不是其开通或者关闭的能力。石墨烯的应用范围包括，用于探测环境污染或者血氧水平的传感器，以及手机内部的信号发送器和接收器。

　　但是，要想充分掌握石墨烯的属性并将其应用于实际用途中，技术还面临着巨大挑战。大型号石墨烯的制造工艺非常复杂且十分昂贵，经常使得碳原子破裂或撕裂，无法与实验室中完美比例的石墨烯相媲美。即便质量过关，目前既没有先进的工业手段将石墨烯制造得如此之薄，也没有技术将它与其他物质结合从而生产出有用的产品。除此之外，它还有一个最大的弱点：虽然石墨烯中的电子流动性极强，但它的其他属性决定了石墨烯根本不适合开关切换活动，而这是数字电子技术的核心要求。

　　总结：中国自石墨烯出现至今，其实一直在做着大量的研发和实验工作，理论性的东西虽然不多，但三星之前已经表示，中国当前的石墨烯生产能力已经成为全球的领头羊，中国企业加入全球供过于求的石墨烯市场，中国已在石墨烯的研究与制造方面取得领先优势，从而带动了价格下滑以及造成利润侵蚀，甚至可能导致这一兴起中的产业重新洗牌。