麻省理工學(xué)院（MIT）的一個(gè)研究小組最近幾周宣布了幾項(xiàng)科技進(jìn)展，使得柔性電子的創(chuàng)新融合更接近可實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。Jeehwan Kim的研究小組本月分別在《Nature Materials》以及《Science》上宣布他們可以低成本地大規(guī)模生產(chǎn)超薄砷化鎵和氮化鎵芯片，以及制造其他二維電子設(shè)備（如微型光子器件）所需的單層材料。

Kim的團(tuán)隊(duì)基本上使用石墨烯片作為納米尺寸的絲網(wǎng)，通過(guò)這種絲網(wǎng)可以制造昂貴的外來(lái)材料半導(dǎo)體。

大體配方如下：使用昂貴的、超薄的如砷化鎵之類(lèi)純半導(dǎo)體材料薄膜，并在上面鋪設(shè)單層石墨烯。然后將鎵和砷的原子流過(guò)石墨烯，及中間體襯底表面，在該表面上可將相同的底層超薄半導(dǎo)體膜復(fù)制到石墨烯的上部，盡管該過(guò)程為何如此有效之前是一直不太清楚的。

在目前的工作中，Kim的小組已經(jīng)擴(kuò)展并概括了他們之前的發(fā)現(xiàn)，他們發(fā)現(xiàn)像硅一樣的單個(gè)原子晶體不能通過(guò)“絲網(wǎng)”技術(shù)復(fù)制（該研究組稱(chēng)為遠(yuǎn)程外延）。但另一方面，任何帶有凈電極性的分子組成的2D薄片或薄膜都可以通過(guò)遠(yuǎn)程外延大量生產(chǎn)。

該小組發(fā)現(xiàn)，其原因在于，石墨烯將離子電場(chǎng)從2D材料傳遞到流經(jīng)石墨烯頂部的原料漿料。然后，這些區(qū)域引導(dǎo)漿料形成石墨烯下面成本昂貴的薄膜的完美復(fù)制品。

Kim使用簡(jiǎn)寫(xiě)術(shù)語(yǔ)“復(fù)制粘貼”來(lái)描述現(xiàn)在正在開(kāi)發(fā)的廉價(jià)程序。（他承認(rèn)，他目前不能給出報(bào)價(jià)，因?yàn)樗麄冞€沒(méi)有對(duì)這個(gè)過(guò)程進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。）不過(guò)基于這種理解，該研究組表示能夠制造出單晶，并且是獨(dú)立、非常薄的膜復(fù)合材料。

Kim表示可以運(yùn)用遠(yuǎn)程外延工藝的行業(yè)和產(chǎn)品線(xiàn)包括太陽(yáng)能（廉價(jià)但超高效的GaAs太陽(yáng)能電池板長(zhǎng)期以來(lái)一直是大家期望的產(chǎn)品 ）、光子學(xué)（將多個(gè)超薄薄膜疊加在一起，比如說(shuō)，那個(gè)每個(gè)都有效地傳輸紅色LED燈和藍(lán)色LED燈）、可穿戴設(shè)備（使電子設(shè)備超靈活，且低功耗）和物聯(lián)網(wǎng)（同上）。

《Science》文章：Controlled crack propagation for atomic precision handling of wafer-scale two-dimensional materials

《Nature Material》文章：polarity governs atomic interaction through two-dimensional materials,?Nature Materials, volume?17,?pages999–1004?(2018)

雖然作為外延生長(zhǎng)襯底的石墨烯對(duì)2D薄膜的性質(zhì)的影響不能直接通過(guò)報(bào)道獲得，但是，這種新的2D材料生長(zhǎng)方法無(wú)疑為未來(lái)的柔性電子提供了一種生產(chǎn)方案，方案未必非常廉價(jià)，但是提供了另一種可能性。

來(lái)源：石墨烯快訊

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