“石墨烯之父”又發現超級材料：或是半導體的未來
2016-11-29 20:31:52 雷鋒網曼大研究人員本月宣布，已成功制成只有幾原子厚的硒化銦材料。它擁有比石墨烯更好的半導體屬性，是未來替代硅制作電子芯片的理想材料。
近十年來，全世界對石墨烯和二維材料的研究進行了巨大的投入。這些努力沒有白費。近期，一種可應用于未來超算設備的新型半導體材料浮出水面。
這種半導體名為硒化銦(InSe)，它只有幾原子厚，十分接近石墨烯。本月，曼徹斯特大學和諾丁漢大學的研究人員們把這項研究發表在學術期刊《Nature Nanotechnology》上。
硒化銦（Indium Selinide，InSe）
比石墨烯更好的半導體
石墨烯只有一層原子那么厚，具有無可比擬的導電性。全世界的專家們都在暢想石墨烯在未來電路中的應用。
盡管有那么多的超凡屬性，石墨烯卻沒有能隙（energy gap）。不同于普通的半導體，它的化學表現更像是金屬。這使得它在類似于晶體管的應用上前景黯淡。
這項新發現證明，硒化銦晶體可以做得只有幾層原子那么薄。它已表現出大幅優于硅的電子屬性。而硅是今天的電子元器件（尤其是芯片）所普遍使用的材料。
更重要的是，跟石墨烯不同，硒化銦的能隙相當大。這使得它做成的晶體管可以很容易地開啟/關閉。這一點和硅很像，使硒化銦成為硅的理想替代材料。人們可以用它來制作下一代超高速的電子設備。
石墨烯之父：它是硅和石墨烯中間的理想材料
當下，科學家們很喜歡把石墨烯和其他優秀的材料結合起來。讓石墨烯的非凡屬性和其他材料的特點進行互補。這往往產生令人興奮的科學發現，并會以我們想象不到的方式應用在實際問題中。
“石墨烯之父”Sir Andre Geim說：
“超薄的硒化銦，是處于硅和石墨烯之間的理想材料。類似于石墨烯，硒化銦具有天然超薄的形態，使真正納米級的工藝成為可能。又和硅類似，硒化銦是優秀的半導體。”
Sir Andre Geim
由于發現了石墨烯，Sir Andre Geim獲得了諾貝爾物理學獎。他同時也是這項研究的作者之一。他認為，這項硒化銦的發現會對未來電子產業產生巨大沖擊。
硒化銦是國立石墨烯研究院的最新成果
國立石墨烯研究院
曼徹斯特大學的研究人員們需要克服一項首要問題，才能制作出高質量的硒化銦裝置。由于太薄，硒化銦會快速被氧氣和空氣中的水分分解。為避免這種情況，硒化銦裝置必須在氬氣中制作。而這利用了曼大國立石墨烯研究院開發的技術。
這使得世界上第一片高質量、原子厚度的硒化銦薄膜被生產出來。它在室溫下的電子遷移率達到2000 cm2/Vs，遠遠超過了硅。在更低溫度下，這項指標還會成倍増長。
當前的實驗中，研究者們制作出的硒化銦長寬有幾微米，大約相當于一根頭發絲的橫截面那么大。研究人員們相信，只要結合現有的制作大面積石墨烯的技術，硒化銦的商業化生產指日可待。
國立石墨烯研究院負責人，同時也是這篇論文作者之一的Vladimir Falko教授說：
“國立石墨烯研究院開發的技術，能把材料的原子層進行分離，生產出高質量二維晶體。這項技術為開發應用于光電子學的新材料，提供了廣闊的前景。我們一直在尋找新的層狀材料做試驗。”
超薄硒化銦，是飛速增長的的二維晶體大家族中的一員。這些二維晶體，根據結構、厚度和化學成分的不同，有許多有用的屬性。對石墨烯和二維材料的研究，溝通了科學和工程技術。在今天，這是材料科學發展最快的領域。
