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浅析石墨烯行业产业的发展

导读: 有业内人士有如此评价,如果说20年是硅的世纪,那么,石墨烯则开创了21世纪的新材料纪元,将给世界带来实质性的变化。石墨烯特殊的结构形态,使其具备目前世界上最硬、最薄的特质,同时也具有很强的韧性、导电性、导热性。

  有业内人士有如此评价,如果说20年是硅的世纪,那么,石墨烯则开创了21世纪的新材料纪元,将给世界带来实质性的变化。石墨烯特殊的结构形态,使其具备目前世界上最硬、最薄的特质,同时也具有很强的韧性、导电性、导热性。这些极其特殊的特性使其拥有无比巨大的发展空间,未来可以应用于电子、航天、光学、储能、生物医药、日常生活等等大量的领域间。

  石墨烯行业分析

  用石墨烯片制作集成电路;研制出慢速内存和快速内存"合二为一"的新存储器;石墨烯场效应晶体管问世;芯片有了感知认知能力。IBM公司的研究人员通过在碳化硅晶圆的硅面上种植石墨烯,成功研制出首款由石墨烯圆片制成的集成电路,向研制出石墨烯计算机芯片前进了一步。科学家开发出可使慢速内存和快速内存"合二为一"的新器件,它能同时执行易失性和非易失性器件的功能,并用于主存储器中,有望彻底改变计算机内存技术。

  科学家利用石墨烯研制出新型的场效应晶体管,其能将开关频率提高1000多倍,可广泛应用于未来的电子设备和计算机中,使之功能更强,性能更优异。科学家首次研发出能同时发送和接收信号的双向无线广播技术,有望研制出更快捷高效的网络。英特尔公司研发出可大规模生产的三维晶体管,采用三维晶体管的芯片能减少能耗和提高性能。这是集成电路问世后计算机领域最重要的转变。英特尔还展示了采用新三维晶体管制成的22纳米微处理器-"常春藤桥"。

  IBM研究人员首次成功构建出两个具有感知认知能力的硅芯片原型,它们能像大脑一样具有学习和处理信息的能力,基于这种芯片的新一代计算机即将闪亮登场。IBM公司展示了首块集成式赛道存储器样本,其兼具传统硬盘的大容量和闪存的快速运算以及持久耐用等特点,在存储密度和制造成本方面有望超越闪存。科学家使用砷化镓铟代替硅研制出全球首款全门三维晶体管。生产方法可同传统制造过程兼容,有望被工业界采用,开发出速度更快、更高效的集成电路和更轻便节能的手提电脑。

  全球有200多家公司涉及石墨烯的相关研究和开发,其中不乏IBM、英特尔、美国晟碟以及三星等科技巨头。而在产品专利数量上,中国和美国遥遥领先。

  当然在另一方面,我国的石墨烯行业仍在量产摸索阶段,目前主要的制备方法有微机械剥离法、外延生长法、氧化石墨还原法和气相沉积法;其中氧化石墨还原法由于制备成本相对较低,是目前主要制备方法。

  石墨烯良好的电导性能和透光性能,使它在透明电导电极方面有非常好的应用前景。触摸屏液晶显示、有机光伏电池、有机发光二极管等等,都需要良好的透明电导电极材料。特别是,石墨烯的机械强度和柔韧性都比常用材料氧化铟锡优良。由于氧化铟锡脆度较高,比较容易损毁。

  在溶液内的石墨烯薄膜可以沉积于大面积区域。通过化学气相沉积法,可以制成大面积、连续的、透明、高电导率的少层石墨烯薄膜,主要用于光伏器件的阳极,并得到高达1.71%能量转换效率;与用氧化铟锡材料制成的元件相比,大约为其能量转换效率的55.2%。作为新兴产业,未来前景一片光明。

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