石墨烯是一种由单层碳原子组成的材料,室温下电子在石墨烯材料中的移动速度是硅导体的200倍。此前的研究已经证实,碳纳米管具有极好的导电性能,然而结构较为复杂的碳纳米管难以安装在电子芯片内部。因此,科研人员将研究转向石墨烯的另外一种形式——扁平的石墨烯纳米带。
该研究团队设计出一套巧妙的办法,成功制备出宽度仅为40纳米的高质量石墨烯纳米带。此前的石墨烯纳米带边缘较为粗糙,严重影响了其导电性,成为阻碍石墨烯纳米带电子传输的一大障碍。为解决这一问题,研究人员在碳化硅晶体上切割出边缘整齐的带状凹槽,并直接在这些凹槽上制备石墨烯纳米带。在测试新制备纳米带导电性的实验中,常温下的电子迁移率超过了100万平方厘米/伏秒,是应用于计算机内存的硅半导体的1000倍(通常低于1700平方厘米/伏秒)。
此外,新的制备方法适用于大批量规模生产,并能够保证石墨烯纳米带的结构质量,这使石墨烯在电子领域的广泛应用成为可能。