關於石墨烯電子的十件事

關於石墨烯電子的十件事

Paragraf的執行長Simon Thomas概述了石墨烯的十個事實，石墨烯在電子行業中的作用以及每個人都應該意識到的潛在未來應用。

1、研究人員用膠帶製造了第一個石墨烯當第一個可用於研究的石墨烯於2004年生產出來時，它是使用"透明膠帶法"（scotch tape method）創建的-剝離過程涉及使用膠帶從石墨塊頂部拉出碳層。從那時起，已經開發了幾種替代方法。一種選擇是將一塊碳研磨或粉碎成石墨烯納米顆粒。實現石墨烯的另一種方法是液相外延（LPE），它涉及將包含碳的液體蒸發或粉碎，從而在表面上形成薄片或薄膜。另一方面，升華涉及熱還原含碳固體，因此只有碳留在固體頂部。最後，一些製造商選擇化學氣相沉積（CVD）或等離子增強化學氣相沉積（PE-CVD）。

2.無與倫比的好處使石墨烯成為奇觀材料

石墨烯經常被稱為奇觀材料，這是有充分理由的。它比鋼強100倍以上，同時極輕，比矽導電100倍以上，並且在室溫下具有所有已知材料中最低的電阻率。當您將其與超過97％的光學透明性，極高的柔韌性，任何材料的最高導熱率以及熱和化學穩定性結合使用時，其潛力是驚人的。石墨烯是第一種可以提供所有這些好處的材料。這些特徵意味著石墨烯可以幫助增強電子領域以及其他行業中的許多現有技術，並幫助克服阻礙新技術發展的挑戰。

3.石墨烯可能是電子行業正在等待的革命

石墨烯具有極高的導熱和導電性能，而且重量輕，僅一個原子厚，因此非常適合電子應用。與廣泛用於電子設備中的半導體（例如矽）相比，石墨烯中的電子具有更高的遷移率，因此在外加電場下具有更高的速度。因此，使用石墨烯可以創建比傳統替代品運行速度更快，同時使用更少功率的更高效器件。儘管石墨烯是輕質且柔軟的，但其機械強度卻比標準半導體強得多，從而可以承受更高的電壓。隨著社會各界尋求更大程度的電氣化，這可能變得越來越重要。另外，當以這些更高的功率工作時，石墨烯的熱穩定性和導熱能力迅速降低了器件的複雜性和材料成本。最終，這種獨特的特性組合可以幫助實現電子行業中的全新應用。

4.不同類型的石墨烯支持不同的技術

石墨烯產品和技術主要分為三類。小顆粒或片狀石墨烯通常以液體形式提供，稱為石墨烯懸浮液。石墨烯薄片通常約為5mm或更小，通常是獨立式的，並且易於使用簡單的工具進行處理。最後，大面積石墨烯由支撐在基材材料上的石墨烯層組成，其尺寸最大為8英寸。每種類型的石墨烯均可用於廣泛的應用。例如，長期以來，簡單的剝落薄片已用於研究和開發中，以證明在實驗室規模的應用中石墨烯可以用作電子材料。它們還被用於製造可能導致電子產品運行更快的電晶體，功耗更低，重量遠遠小於現有電子產品。這種材料還可以導致更加靈敏的傳感器，這在醫療診斷等應用中可能會改變遊戲規則。即使在小顆粒中，石墨烯也具有出色的耐磨性和強度，使其在材料，溶液和複合材料中非常有用。例如，石墨烯塗料已被證明可以減少船體上的水摩擦，從而提高操作效率。替代地，它們也已經被用於進一步增強飛機機翼中使用的碳複合材料的高強度特性。

5. Paragraf專有的石墨烯技術有根本不同

Paragraf已開發並完善了一種沉積單原子厚材料（例如石墨烯）的工藝，該工藝具有許多獨特的優勢。其中最主要的是易用性：Paragraf的方法可在標準襯底（例如矽，藍寶石和半導體）的頂部生產石墨烯，使其與當今的製造技術，設備和基礎設施兼容。與許多現有的石墨烯形式相反，它也是與矽技術兼容的，石墨烯形式由於所使用的製造技術而具有很高的汙染水平。因此，石墨烯可以直接插入電子設備製造鏈中，從而可以像當前的標準材料一樣使用。至關重要的是，與其他許多製造商不同，Paragraf使用稱為MOCVD（金屬有機化學氣相沉積）的工藝製造石墨烯。這是克服與常規CVD（化學氣相沉積）所產生的石墨烯相關的挑戰（例如純度和複製問題）的關鍵。得益於這種創新方法，石墨烯現在首次以各種形式和格式提供，從而可以將單個設備實驗室原型擴展到大規模，批量生產。這些技術進步表明，石墨烯具有增強甚至直接替代許多電子設備中標準材料的真正潛力，從而使最終技術性能達到了新的水平。得益於這種創新方法，石墨烯現在首次以各種形式和格式提供，從而可以將單個設備實驗室原型擴展到大規模，批量生產。這些技術進步表明，石墨烯具有增強甚至直接替代許多電子設備中標準材料的真正潛力，從而使最終技術性能達到了新的水平。得益於這種創新方法，石墨烯現在首次以各種形式和格式提供，從而可以將單個設備實驗室原型擴展到大規模，批量生產。這些技術進步表明，石墨烯具有增強甚至直接替代許多電子設備中標準材料的真正潛力，從而使最終技術性能達到了新的水平

。6.石墨烯為磁感應帶來了前所未有的準確性

由於石墨烯的片狀載流子濃度（每單位面積能夠通過帶電荷的材料移動的電子數量）非常低，因此材料的靈敏度比標準半導體高50倍，例如矽。當將材料配置為與其他電場或磁場（例如，霍爾傳感器）相互作用時，這是一個顯著的優勢。此外，石墨烯非常堅固，不會受到影響常規半導體器件的熱影響，這使得傳感器可以在極高和極低的溫度下工作，包括超低低溫範圍。

7.石墨烯大大降低了平面霍爾效應

作為二維材料，石墨烯不具有與較厚或塊狀材料（如矽）相同的方向性。當涉及霍爾效應傳感器時，這一點尤其重要，因為它有助於減輕不希望出現的稱為"平面霍爾效應"的功能。通常，三維材料更容易產生平面霍爾效應，其中平面外磁場會干擾來自所需感應平面的測量，從而導致虛假結果。石墨烯的單原子厚結構（即缺少三維尺寸）有助於消除這些誤差並實現磁場的更高精度映射。這就是為什麼石墨烯傳感器可以提供比傳統霍爾傳感器更好的性能的原因。它們還可以用於傳統技術無法解決的應用中。

8. Paragraf率先推出了基於石墨烯的霍爾效應傳感器

對於其首次商業應用，Paragraf希望開發出一種產品，該產品能夠展示石墨烯的功能並突出其在用作電子傳感器時所提供的優勢。該公司針對無處不在的傳感器進行演示，以證明石墨烯可以將性能增強帶入著名的電子設備，因此提出了石墨烯現實潛力的測試案例。Paragraf的假設是，使用複雜的石墨烯技術可以顯著改善這些傳統設備的性能。由此產生的性能改進可以使精度至關重要的許多應用受益，包括醫療診斷，車輛傳動系統效率和全球定位。

9. Paragraf的石墨烯技術正在歐洲核子研究組織（CERN）的測試中

歐洲核研究組織（CERN）在許多正在進行的項目中使用了高精度和可靠的測量性能。因此，組織的磁測量部門一直在尋找新的方法來優化其測量技術的準確性。與其他霍爾效應傳感器不同，Paragraf的霍爾效應傳感器引起了CERN科學家的特別關注，與其他霍爾效應傳感器不同，它顯示的平面霍爾效應可忽略不計，最大程度地減少了測量的不準確性，並大大提高了測量精度。對磁性傳感技術發展的共同興趣使Paragraf和CERN達成了一項合作夥伴關係，以測試霍爾傳感器的功能，並展示石墨烯為磁性測量提供的獨特性能。

10.未來意味著更具成本效益的製造和更高的性能

石墨烯的未來應用範圍非常廣泛。最令人興奮的應用領域之一是大面積石墨烯，這是將研發項目轉變為現實世界產品的關鍵。隨著大面積石墨烯層的可用性，許多不同的技術領域將受益，包括計算，能量產生和能量存儲。例如，在太陽能應用中，傳統構造方法帶來的限制目前意味著太陽能電池的效率達到了最高，約為23％至24％。但是，通過用石墨烯補充矽基電池，該性能最多可提高3％，這是非常顯著的提高。目前，Paragraf還研究了石墨烯可以證明具有變革性的其他許多領域，包括作為銦錫氧化物（ITO）的替代品。ITO目前作為透明導電電極廣泛應用於光電子的許多領域。對於許多應用而言，這一點至關重要，但是銦的相關成本和稀缺可用性給製造商帶來了挑戰。在這裡，石墨烯可以證明是一個很好的選擇。其獨特的品質使其能夠在包括太陽能電池板，手機，電視屏幕，計算機和有機LED的應用中取代ITO。