在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)里面，硅作為一種最常見的半導(dǎo)體材料，它已經(jīng)有著幾十年的發(fā)展歷史了。隨著摩爾定律發(fā)展到了瓶頸，新的半導(dǎo)體材料逐漸被發(fā)現(xiàn)、研究和應(yīng)用開來，其中石墨烯就是一種性能很優(yōu)秀的材料，因為石墨烯的電學(xué)特性優(yōu)于硅，故而能制造出更好的半導(dǎo)體器件，除此外，石墨烯還有很好的光學(xué)特性，適合光電傳感器等產(chǎn)品制造，未來，石墨烯必將成為一種非常有前景的半導(dǎo)體材料。

圖片來源于OFweek維科網(wǎng)

石墨烯材料的價值

要想研究石墨烯材料的價值，就得知道它的性質(zhì)。石墨烯是目前已知強(qiáng)度最高的材料之一，韌性也不錯，墨烯局域具有超強(qiáng)的導(dǎo)電性，同時它的載流子遷移率很不錯，電子性能穩(wěn)定。如果用石墨烯做電池，無疑可以提升電池的性能。隨著新能源汽車的發(fā)展，電池的容量和導(dǎo)電銷量效率成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的痛點，利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，能給電池產(chǎn)業(yè)帶來新的創(chuàng)新和技術(shù)突破。

石墨烯芯片

用硅材料做的芯片已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，石墨烯材料的性能可以縮小芯片體積，提升性能，讓芯片上的晶體管增加，可能改變數(shù)量龐大的各種應(yīng)用，尤其是需要高速運轉(zhuǎn)的芯片應(yīng)用。柔性顯示屏是一種非常有前景的電子設(shè)備，其特點是超柔、超薄等，而制約其發(fā)展的一大關(guān)鍵就是材料，石墨烯材料的特性讓人們對柔性顯示屏的前景有了新的認(rèn)識。近年來，全球都在積極探索相關(guān)的技術(shù)，據(jù)悉，韓國曾制造出了多層石墨烯和玻璃纖維聚酯片基底組成的柔性透明顯示屏，中國的奧翼電子將石墨烯用于顯示技術(shù)，制造了石墨烯電子顯示屏，這種屏幕耐摔、耐撞、透光率高且顯示亮度非常好。電容器是最常見的一種電子元器件之一，它廣泛用于各種電路中，主要作用是實現(xiàn)調(diào)諧、濾波、耦合和隔直通交等，很多的電子設(shè)備中都有電容器。隨著人們對充電速率和容量的要求，一種新型的超級電容器應(yīng)運而生。據(jù)了解，科研人員發(fā)明了一種以石墨稀作為電極材料的電容器，它由兩層石墨烯組成，基于石墨烯的超級電容器在充電和放電上性能卓越，很適合擁有新能源汽車充放電上。據(jù)了解，國外有研究機(jī)構(gòu)研究的微型石墨烯超級電容技術(shù)可以提升平板印刷效率，這也是產(chǎn)業(yè)的一大創(chuàng)新點

感光元件在數(shù)碼相機(jī)上應(yīng)用廣泛，石墨烯的光學(xué)特性讓人們對這種材料的感光元件充滿期待。石墨烯具有獨特的光學(xué)特性可以調(diào)諧電，在特殊光照下，石墨烯擁有一個非線性相移的光學(xué)非線性克爾效應(yīng)。 據(jù)外媒報道，新加坡曾有研究人員用石墨烯材料制作一種特殊的感光元件，這種器件感光度超級棒，因為石墨烯感光元件能夠檢測到廣譜光，在弱光的情況下，它的優(yōu)勢非常明顯。晶體管是一種固體半導(dǎo)體器件，在整流、放大、穩(wěn)壓和信號調(diào)制上有著不可替代的作用。石墨烯材料也可制作晶體管，和硅材料制作的晶體管相比較，石墨烯的超強(qiáng)穩(wěn)定性使得其壽命更長，用途更廣泛。據(jù)了解，IBM公司曾在2010年制作了一款石墨烯晶體管，其特性遠(yuǎn)超同類的硅晶體管，未來的前景非常廣闊。

傳感器幾乎是信息時代的“標(biāo)配”產(chǎn)品，用石墨烯做成的傳感器非常有優(yōu)勢，因為它的靈敏度可以遠(yuǎn)超同類產(chǎn)品。石墨烯具有獨特的二維結(jié)構(gòu)，這使得它對周圍的環(huán)境非常敏感。在醫(yī)學(xué)上，石墨烯傳感器的感光特性能實現(xiàn)對很多病歷的檢測，這是由于它的納米特性和感光性，很多傳統(tǒng)傳感器無法實現(xiàn)。

石墨烯在中國的儲量是可觀的，關(guān)鍵是生產(chǎn)高純度的石墨烯需要很強(qiáng)的技術(shù)，也需要很性價比的機(jī)器和設(shè)備支持，產(chǎn)業(yè)化道路還很遙遠(yuǎn)。相信隨著石墨烯技術(shù)的突破，未來早日提到硅材料是有可能的，也需要更多的應(yīng)用支持，上面的應(yīng)用就是很好的方向。