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石墨烯材料的价值是什么?

在半导体产业里面,硅作为一种最常见的半导体材料,它已经有着几十年的发展历史了。随着摩尔定律发展到了瓶颈,新的半导体材料逐渐被发现、研究和应用开来,其中石墨烯就是一种性能很优秀的材料,因为石墨烯的电学特性优于硅,故而能制造出更好的半导体器件,除此外,石墨烯还有很好的光学特性,适合光电传感器等产品制造,未来,石墨烯必将成为一种非常有前景的半导体材料。

石墨烯材料的价值是什么?

图片来源于OFweek维科网

石墨烯材料的价值

要想研究石墨烯材料的价值,就得知道它的性质。石墨烯是目前已知强度最高的材料之一,韧性也不错,墨烯局域具有超强的导电性,同时它的载流子迁移率很不错,电子性能稳定。如果用石墨烯做电池,无疑可以提升电池的性能。随着新能源汽车的发展,电池的容量和导电销量效率成为产业发展的痛点,利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,能给电池产业带来新的创新和技术突破。

石墨烯芯片

用硅材料做的芯片已经得到广泛应用,石墨烯材料的性能可以缩小芯片体积,提升性能,让芯片上的晶体管增加,可能改变数量庞大的各种应用,尤其是需要高速运转的芯片应用。柔性显示屏是一种非常有前景的电子设备,其特点是超柔、超薄等,而制约其发展的一大关键就是材料,石墨烯材料的特性让人们对柔性显示屏的前景有了新的认识。近年来,全球都在积极探索相关的技术,据悉,韩国曾制造出了多层石墨烯和玻璃纤维聚酯片基底组成的柔性透明显示屏,中国的奥翼电子将石墨烯用于显示技术,制造了石墨烯电子显示屏,这种屏幕耐摔、耐撞、透光率高且显示亮度非常好。电容器是最常见的一种电子元器件之一,它广泛用于各种电路中,主要作用是实现调谐、滤波、耦合和隔直通交等,很多的电子设备中都有电容器。随着人们对充电速率和容量的要求,一种新型的超级电容器应运而生。据了解,科研人员发明了一种以石墨稀作为电极材料的电容器,它由两层石墨烯组成,基于石墨烯的超级电容器在充电和放电上性能卓越,很适合拥有新能源汽车充放电上。据了解,国外有研究机构研究的微型石墨烯超级电容技术可以提升平板印刷效率,这也是产业的一大创新点

感光元件在数码相机上应用广泛,石墨烯的光学特性让人们对这种材料的感光元件充满期待。石墨烯具有独特的光学特性可以调谐电,在特殊光照下,石墨烯拥有一个非线性相移的光学非线性克尔效应。 据外媒报道,新加坡曾有研究人员用石墨烯材料制作一种特殊的感光元件,这种器件感光度超级棒,因为石墨烯感光元件能够检测到广谱光,在弱光的情况下,它的优势非常明显。晶体管是一种固体半导体器件,在整流、放大、稳压和信号调制上有着不可替代的作用。石墨烯材料也可制作晶体管,和硅材料制作的晶体管相比较,石墨烯的超强稳定性使得其寿命更长,用途更广泛。据了解,IBM公司曾在2010年制作了一款石墨烯晶体管,其特性远超同类的硅晶体管,未来的前景非常广阔。

传感器几乎是信息时代的“标配”产品,用石墨烯做成的传感器非常有优势,因为它的灵敏度可以远超同类产品。石墨烯具有独特的二维结构,这使得它对周围的环境非常敏感。在医学上,石墨烯传感器的感光特性能实现对很多病历的检测,这是由于它的纳米特性和感光性,很多传统传感器无法实现。

石墨烯在中国的储量是可观的,关键是生产高纯度的石墨烯需要很强的技术,也需要很性价比的机器和设备支持,产业化道路还很遥远。相信随着石墨烯技术的突破,未来早日提到硅材料是有可能的,也需要更多的应用支持,上面的应用就是很好的方向。


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