首次制成半导体石墨烯材料

            硅一直是半导体制造最重要的材料，不过随着制程微缩不断向前推进，以硅为原料的芯片已经接近物理极限了。半导体石墨烯在石墨烯纳米电子学中起着重要的作用，但由于石墨烯缺乏固有带隙而受限。

   在过去的二十年中，通过量子限制或化学官能化来改变带隙的尝试都未能产生可行的具有本征带隙的半导体石墨烯。今年1月，中美科学家联合运用一种新型方法首次在单晶硅衬底上生长出了半导体层石墨烯（SEG），具有0.6 eV的带隙和超过5000 cm² V⁻¹ s⁻¹的室温迁移率，是硅的10倍，是其他二维半导体的20倍。而且石墨烯是一种极其坚固的材料，是目前唯一具备纳米电子学所有必要特性的二维半导体。

       当硅从碳化硅晶体表面蒸发时，富含碳的表面结晶生成多层石墨烯。在SiC的硅端面上形成的第一层石墨层是与SiC表面部分共价键合的绝缘石墨烯层。该缓冲层的光谱测量显示出半导体特征，但由于无序性，该层的可移动性受到限制。文章展示了一种准平衡退火方法，可以在宏观原子平坦的梯田上产生SEG（即有序的缓冲层）。SEG晶格与SiC衬底对齐。它具有化学、机械和热稳定性，可以使用传统的半导体制造技术进行图像化，这些基本特性使SEG适用于纳米电子学。研究成果已于1月4日发表在《nature》杂志上。