Graphene作為一種半金屬性(semi-metal)材料,內部載流子濃度高達1013個/cm3,而且由于Graphene特殊的能帶結構,載流子可以在電子與空穴之間連續調節,使Graphene呈現出n型、p型特性。
由于高度對稱的晶格結構,使得Graphene內部載流子的遷移率達到375000px2/(vs),而且實驗表明,這種遷移率幾乎與溫度無關,說明即使在室溫下,Graphene的遷移率仍然主要受雜質或缺陷的影響,通過提高晶體質量,可以提高載流子的遷移率(高達2500000px2/(vs))。這些特性為Graphene在未來電子學中的應用奠定基礎。
所以目前石墨烯最重要的應用領域就是結合傳統微加工技術,各種器件(p-n結、場效應晶體管、單分子探測器等)已經被實驗所實現,使Graphene體現出巨大的應用潛力。
雖然Graphene在微電子學、納米電子學、自旋電子學、能源存儲等方面具有廣泛應用前景,但是大量的、高質量的Graphene樣品的獲得仍然是困擾著人們的問題。
利用微力學解理方法獲得的Graphene強烈依賴所使用的石墨,目前所能得到的最大面積僅為微米量級,而且效率低下,很難在產業中使用,利用碳化硅分解獲得的Graphene具有大量缺陷,過渡金屬表面生長的Graphene不易分離等都為Graphene的產業化提出了問題。Graphene的制備方法仍需要進一步的完善,要大量生產或許荊棘重重。
關于石墨烯與LED,六年前石墨烯拿到諾貝爾獎之后,很多做LED的人想把石墨烯用在LED芯片與散熱領域并寫了很多專利,原因就是因為它優異的導熱與導電能力,當然還有它的高透明穿透率性質,所以我看到很多關于石墨烯的LED專利都是透明導電層與散熱技術方面。
石墨烯也許是一個非常好的導熱材料,但是以現在的技術與成本用在LED會非常浪費,目前用在芯片的透明導電層上也是很浪費,除非有生產技術的突破,讓石墨烯鍍膜成本降低到跟ITO差不多,這樣也許因為它的優異特性取代目前的工藝也不無可能。同理用在LED散熱材料也是如此。我覺得LED芯片比較有可能比較快用上。(文/廣東德力光電有限公司副總經理葉國光)