摩爾紋隨處可見。它們是通過分層兩個相似但不相同的幾何設(shè)計來創(chuàng)建的。一個常見的例子是，當(dāng)通過第二個鏈?zhǔn)絿鷻诓榭匆粋€鏈?zhǔn)絿鷻跁r，有時會出現(xiàn)這種模式。

十多年來，科學(xué)家們一直在試驗(yàn)將一片石墨烯放在兩片氮化硼之間所產(chǎn)生的摩爾紋圖案。由此產(chǎn)生的摩爾紋圖案顯示出誘人的效果，能夠支持一系列驚人的電子行為，可以極大地改善用于為從計算機(jī)到汽車的一切提供動力的半導(dǎo)體芯片。

由布法羅大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)并發(fā)表在Nature Communications上的一項(xiàng)新研究表明，石墨烯可以在這種情況下實(shí)現(xiàn)其承諾。

將石墨烯與氮化硼分層產(chǎn)生的摩爾紋圖案。

來源：布法羅大學(xué)

“我們最近的工作表明，這種石墨烯和氮化硼的特殊三明治結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生適合新技術(shù)應(yīng)用的特性，”UB電氣工程系教授兼主席Jonathan Bird博士說。

石墨烯是由碳構(gòu)成的，就像木炭和鉆石一樣。石墨烯的與眾不同之處在于碳原子的組合方式：它們以六角形或蜂窩狀連接。由此產(chǎn)生的材料是已知存在的最薄的材料，薄到科學(xué)家稱之為二維材料。

石墨烯本身的導(dǎo)電性很好——事實(shí)上，它的導(dǎo)電性好到不能用于微電子技術(shù)。但是，將石墨烯夾在兩層氮化硼(也具有六角形圖案)之間，就會產(chǎn)生一種摩爾紋圖案。這種模式的出現(xiàn)伴隨著石墨烯性質(zhì)的巨大變化，基本上將通常的導(dǎo)電材料轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂校愃瓢雽?dǎo)體）特性的材料，更適合在先進(jìn)的微電子學(xué)中使用。

這項(xiàng)研究確定了石墨烯中的摩爾紋圖案如何適應(yīng)于新型通信設(shè)備、激光器和發(fā)光二極管等技術(shù)應(yīng)用。伯德說：“我們的工作證明了這種方法的可行性，表明我們正在研究的石墨烯/氮化硼夾層確實(shí)具有微電子學(xué)所需的有利特性。”

所討論的半導(dǎo)體芯片不僅在智能手機(jī)和醫(yī)療設(shè)備中必不可少，而且在洗碗機(jī)、吸塵器和家庭安全系統(tǒng)等智能家居設(shè)備中也是必不可少的。“現(xiàn)代技術(shù)依賴于構(gòu)成其系統(tǒng)核心并控制其運(yùn)行的半導(dǎo)體芯片，”伯德說。“當(dāng)你對著手機(jī)說話時，芯片將你的聲音轉(zhuǎn)換為電子信號并將其傳輸?shù)叫盘査！?/p>

石墨烯/氮化硼異質(zhì)結(jié)構(gòu)似乎具有適合工程的特性。基于這些材料開發(fā)未來技術(shù)可能取決于發(fā)現(xiàn)和利用能夠?qū)崿F(xiàn)更高速度和功能的特性。伯德指出，在發(fā)現(xiàn)、對發(fā)現(xiàn)的興奮和實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)的承諾之間通常存在滯后。石墨烯是一種非常常見的物質(zhì)，在任何用鉛筆潦草寫的紙條上都能看到它，但直到2004年才被發(fā)現(xiàn)。

在這項(xiàng)研究中，伯德和他的團(tuán)隊(duì)在一定范圍內(nèi)探索了石墨烯的特性，這是創(chuàng)造新技術(shù)必須達(dá)到的。半導(dǎo)體芯片行業(yè)是一個不斷發(fā)展的巨大行業(yè)，需要新材料、使用現(xiàn)有材料的新方法以及能夠同時開發(fā)兩者的新勞動力。

審核編輯 ：李倩