概述:
所谓二维材料(Two dimensional material),指的是电子仅可在两个维度的非纳米尺度(1-100nm)上自由运动平面运动)的材料,属于纳米材料的范畴,包含具有超导、金属性、半金属、拓扑绝缘体、半导体、绝缘体的材料。二维材料表现出不同于普通材料的奇异性质,这源于其超薄的厚度引起的量子限域效应,这些奇异的性质使得二维材料成为物理学、化学和材料科学研究的热点。二维材料在透明导电电极、光电探测器、气敏探测器、二极管、晶体管、忆航天新材理高子电阻器、太阳能电池、LED、泡科电催化剂、光催化剂等领域得到广泛应用。此外,二维材料其超薄的特性有望解决常规半导体面临的短沟道效应,使得晶体管尺寸进一步缩小,在大规模集成电路领域有潜在的应用前景。
二维材料最为典型的代表是石墨烯,石墨烯是由碳原子组成的二维结构,由于在电学/热学/光学等方面的优良特性,被广泛研究并使用在这个领域。在半导体特性上,石墨烯具有优良的导电特性及易掺杂改性的特性,因此被用来制作为各种半导体器件,如零带隙、顶栅石墨烯场效应管,双层石墨烯晶体管,双极超导石墨烯晶体管,石墨烯纳米带场效应管等。在应用上可作为穿戴设备,传感器,充电设备等。
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