掃描電子顯微鏡，是自上世紀(jì)60年代作為商用電鏡面世以來迅速發(fā)展起來的一種新型的電子光學(xué)儀器，被廣泛地應(yīng)用于化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、冶金、材料、半導(dǎo)體制造、微電路檢查等各個研究領(lǐng)域和工業(yè)部門。如圖1所示，為我司掃描電子顯微鏡的外觀圖。

圖1：掃描電子顯微鏡的外觀圖

特點

制樣簡單、放大倍數(shù)可調(diào)范圍寬、圖像的分辨率高、景深大、保真度高、有真實的三維效應(yīng)等[1]，對于導(dǎo)電材料，可直接放入樣品室進行分析，對于導(dǎo)電性差或絕緣的樣品則需要噴鍍導(dǎo)電層。

基本結(jié)構(gòu)

從結(jié)構(gòu)上看，如圖2所示，掃描電鏡主要由七大系統(tǒng)組成，即電子光學(xué)系統(tǒng)、信號探測處理和顯示系統(tǒng)、圖像記錄系統(tǒng)、樣品室、真空系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)、電源供給系統(tǒng)。

圖2：掃描電子顯微鏡結(jié)構(gòu)圖

其中最重要的三個系統(tǒng)是電子光學(xué)系統(tǒng)、信號探測處理和顯示系統(tǒng)以及真空系統(tǒng)。

?1、電子光學(xué)系統(tǒng)

電子光學(xué)系統(tǒng)包括電子槍、電磁透鏡、掃描線圈、樣品室等，主要用于產(chǎn)生一束能量分布極窄的、電子能量確定的電子束用以掃描成象。

2、信號探測處理和顯示系統(tǒng)

電子經(jīng)過一系列電磁透鏡成束后，打到樣品上與樣品相互作用，會產(chǎn)生二次電子、背散射電子、俄歇電子以及X射線等一系列信號。所以需要不同的探測器譬如二次電子探測器、X射線能譜分析儀等來區(qū)分這些信號以獲得所需要的信息。雖然X射線信號不能用于成象，但習(xí)慣上，仍然將X射線分析系統(tǒng)劃分到成象系統(tǒng)中。

3、真空系統(tǒng)

真空系統(tǒng)主要包括真空泵和真空柱兩部分。

?真空柱是一個密封的柱形容器。真空泵用來在真空柱內(nèi)產(chǎn)生真空。有機械泵、油擴散泵以及渦輪分子泵三大類，機械泵加油擴散泵的組合可以滿足配置鎢燈絲槍的掃描電鏡的真空要求，但對于裝置了場致發(fā)射槍或六硼化鑭及六硼化鈰槍的掃描電鏡,則需要機械泵加渦輪分子泵的組合。成象系統(tǒng)和電子束系統(tǒng)均內(nèi)置在真空柱中。真空柱底端即為樣品室，用于放置樣品。

基本原理

掃描電子顯微鏡是利用材料表面微區(qū)的特征（如形貌、原子序數(shù)、化學(xué)成分、或晶體結(jié)構(gòu)等）的差異，在電子束作用下通過試樣不同區(qū)域產(chǎn)生不同的亮度差異，從而獲得具有一定襯度的圖像。成像信號是二次電子、背散射電子或吸收電子，其中二次電子是最主要的成像信號。圖3為其成像原理圖，高能電子束轟擊樣品表面，激發(fā)出樣品表面的各種物理信號，再利用不同的信號探測器接受物理信號轉(zhuǎn)換成圖像信息。

圖3：掃描電子顯微鏡成像原理圖

?掃描電鏡除能檢測二次電子圖像以外，還能檢測背散射電子、透射電子、特征x射線、陰極發(fā)光等信號圖像。其成像原理與二次電子像相同。在進行掃描電鏡觀察前，要對樣品作相應(yīng)的處理。

對樣品的要求

1、不會被電子束分解

2、在電子束掃描下熱穩(wěn)定性要好

3、能提供導(dǎo)電和導(dǎo)熱通道

4、大小與厚度要適于樣品臺的安裝

5、觀察面應(yīng)該清潔，無污染物

6、進行微區(qū)成分分析的表面應(yīng)平整

7、磁性試樣要預(yù)先去磁，以免觀察時電子束受到磁場的影響

樣品的制備

1、塊樣

對于金屬、巖礦或無機物，切割成要求的尺寸，粘在樣品臺上。如果樣品數(shù)量多，注意樣品尺寸最好一致。

?微區(qū)成分分析樣品表面應(yīng)該平臺或經(jīng)研磨拋光，可以保證檢測時幾何條件不變。對于樣品的斷口面，要選擇起伏不大的部位，最好是分析點附近有小的平坦區(qū)。可使用離子銑刀儀對樣品進行拋光處理，設(shè)備如圖4右側(cè)所示。樣品表面和底面應(yīng)該平行。

?非導(dǎo)電或?qū)щ娦暂^差的材料，要先進行鍍膜處理，在材料表面形成一層導(dǎo)電層。以避免電荷積累，影響圖像質(zhì)量，并可防止試樣的熱損傷。可使用離子濺射儀對樣品進行表面噴金，設(shè)備如圖4左側(cè)所示。

圖4.離子濺射儀和離子銑刀儀

2、粉樣

（1）微米級粉料：將粉樣撒在樣品臺的雙面膠上，用手指輕彈樣品臺四周，粉料悔=會均勻地向四周移動，鋪平一層，側(cè)置樣品臺，把多余粉料抖掉；用紙邊輕刮、輕壓粉料面，使粉料與膠面貼實；用耳球從不同方向吹拂粉料。經(jīng)此過程，粉料已牢固、均勻地粘在雙面膠上。

?（2）對于亞微米級或納米粉料進行成分分析：利用壓片機壓成結(jié)實的薄片。把薄片用雙面膠粘在樣品臺上 。

掃描電鏡的應(yīng)用

掃描電鏡是一種多功能的儀器、具有很多優(yōu)越的性能、是用途最為廣泛的一種儀器．它可以進行如下基本分析：?
1、觀察納米材料：其具有很高的分辨率，可以觀察組成材料的顆?；蛭⒕С叽缭?.1-100nm范圍內(nèi)，在保持表面潔凈的條件下加壓成型而得到的固體材料。

?2、材料斷口的分析：其景深大，圖象富立體感，具有三維形態(tài)，能夠從斷口形貌呈現(xiàn)材料斷裂的本質(zhì)，在材料斷裂原因的分析、事故原因的分析以及工藝合理性的判定等方面是一個強有力的手段。?
3、直接觀察大試樣的原始表面：它能夠直接觀察直徑100mm，高50mm，或更大尺寸的試樣，對試樣的形狀沒有任何限制，粗糙表面也能觀察，這便免除了制備樣品的麻煩，而且能真實觀察試樣本身物質(zhì)成分不同的襯度（背散射電子象）。

?4、觀察厚試樣：其在觀察厚試樣時，能得到高的分辨率和最真實的形貌。

?5、觀察試樣的各個區(qū)域的細(xì)節(jié)：試樣在樣品室中可動的范圍非常大，可以在三度空間內(nèi)有6個自由度運動（即三度空間平移、三度空間旋轉(zhuǎn)），這對觀察不規(guī)則形狀試樣的各個區(qū)域帶來極大的方便。?

?6、在大視場、低放大倍數(shù)下觀察樣品，用掃描電鏡觀察試樣的視場大：大視場、低倍數(shù)觀察樣品的形貌對有些領(lǐng)域是很必要的，如刑事偵察和考古。?
7、進行從高倍到低倍的連續(xù)觀察：掃描電鏡的放大倍數(shù)范圍很寬（從5到20萬倍連續(xù)可調(diào)），且一次聚焦好后即可從高倍到低倍、從低倍到高倍連續(xù)觀察，不用重新聚焦，這對進行分析特別方便。?

?8、觀察生物試樣：由于電子照射面發(fā)生試樣的損傷和污染程度很小，這一點對觀察一些生物試樣特別重要。?
9、進行動態(tài)觀察：如果在樣品室內(nèi)裝有加熱、冷卻、彎曲、拉伸和離子刻蝕等附件，則可以觀察相變、斷烈等動態(tài)的變化過程。?

?10、從試樣表面形貌獲得多方面資料：因為掃描電子象不是同時記錄的，它是分解為近百萬個逐次依此記錄構(gòu)成的。使得掃描電鏡除了觀察表面形貌外還能進行成分和元素的分析，以及通過電子通道花樣進行結(jié)晶學(xué)分析，選區(qū)尺寸可以從10μm到3μm。?

?由于掃描電鏡具有上述特點和功能，所以越來越受到科研人員的重視，用途日益廣泛?，F(xiàn)在掃描電鏡已廣泛用于材料科學(xué)（金屬材料、非金屬材料、納米材料）、冶金、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體材料與器件、地質(zhì)勘探、病蟲害的防治、災(zāi)害（火災(zāi)、失效分析）鑒定、刑事偵察、寶石鑒定、工業(yè)生產(chǎn)中的產(chǎn)品質(zhì)量鑒定及生產(chǎn)工藝控制等。

永清石墨烯研究院檢測中心簡介

檢測中心圍繞石墨烯和新能源材料相關(guān)實驗和檢測分析搭建實驗室業(yè)務(wù)能力，涵蓋材料微觀形貌、熱學(xué)性能、理化性能、力學(xué)性能和電池電性能等檢測項目，滿足企業(yè)大部分研發(fā)、中試檢測需求。檢測認(rèn)證中心通過CNAS認(rèn)可實驗室認(rèn)證，實驗室面積達1600m²，配備日立冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡、耐馳激光導(dǎo)熱分析儀、梅特勒同步熱分析儀等180多臺套儀器設(shè)備。檢測中心秉持“公正、誠信、科學(xué)、高效”的原則，竭誠為國內(nèi)外企業(yè)和高?？蒲性核峁└哔|(zhì)量的檢測服務(wù)。

面積和表面積

表面是固體與周圍環(huán)境, 特別是液體和氣體相互影響的部分; 表面的大小即表面積。表面積可以通過顆粒分割（減小粒度）和生成孔隙而增加，也可以通過燒結(jié)、熔融和生長而減小。

比表面積

比表面積英文為specific surface area，指的是單位質(zhì)量物質(zhì)所具有的總面積。分外表面積、內(nèi)表面積兩類。國際標(biāo)準(zhǔn)單位為㎡/g。

孔

根據(jù) ISO15901 中的定義，不同的孔（微孔、介孔和大孔）可視作固體內(nèi)的孔、通道或空腔，或者是形成床層、壓制體以及團聚體的固體顆粒間的空間（如裂縫或空隙）。

開孔和閉孔

多孔固體中與外界連通的空腔和孔道稱為開孔（open pore），包括交聯(lián)孔、通孔和盲孔。這些孔道的表面積可以通過氣體吸附法進行分析。

除了可測定孔外，固體中可能還有一些孔，這些孔與外表面不相通，且流體不能滲入，因此不在氣體吸附法或壓汞法的測定范圍內(nèi)。不與外界連通的孔稱為閉孔(close pore)。

開孔與閉孔大多為在多孔固體材料制備過程中形成的，有時也可在后處理過程中形成，如高溫?zé)Y(jié)可使開孔變?yōu)殚]孔。

孔隙度

孔隙度是指深度大于寬度的表面特征，一般用孔徑及其分布和總孔體積表征。

為切實加強校政企合作，服務(wù)地方發(fā)展，促進三明市重點產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)褪┨厣a(chǎn)業(yè)鏈“延鏈補鏈強鏈”，推動政產(chǎn)學(xué)研深度融合，積極搭建學(xué)生就業(yè)平臺和企業(yè)引才平臺，10月11日下午，由三明學(xué)院、三明市委人才辦、三明市工業(yè)和信息化局、三明市人力資源和社會保障局共同主辦的三明市石墨和石墨烯產(chǎn)業(yè)系列活動在三明學(xué)院舉行。

在三明市石墨和石墨烯產(chǎn)業(yè)校園引才（三明學(xué)院）專場推介會上，三明市工信局介紹了三明市石墨和石墨烯特色產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展情況，三明市人事人才公共服務(wù)中心解讀了三明市人才政策，福建墨礫新材料科技有限公司、福建翔豐華新能源材料有限公司、福建科達新能源科技有限公司等三明市石墨和石墨烯重點企業(yè)介紹了企業(yè)情況和人才需求。推介會現(xiàn)場收到資源與化工學(xué)院、機電工程學(xué)院學(xué)生投遞簡歷73份。

在三明市石墨和石墨烯產(chǎn)業(yè)政產(chǎn)學(xué)研座談會上，社會合作處介紹了學(xué)校事業(yè)發(fā)展整體情況，科技處介紹了學(xué)?？蒲姓w情況，資源與化工學(xué)院、機電工程學(xué)院負(fù)責(zé)人介紹了各自學(xué)院情況，三明市工信局、三明經(jīng)濟開發(fā)區(qū)管委會、三明埔?guī)X汽車工業(yè)園區(qū)管委會、大田經(jīng)濟開發(fā)區(qū)管委會及六家石墨和石墨烯企業(yè)代表了作了交流發(fā)言。座談會氛圍熱烈，大家一致表示，將持續(xù)強化校政企全方位、寬領(lǐng)域合作，實現(xiàn)多方共贏發(fā)展。

社會合作處、學(xué)工處、科技處（社科處）、資源與化工學(xué)院、機電工程學(xué)院等有關(guān)負(fù)責(zé)人、相關(guān)學(xué)科教授博士、相關(guān)專業(yè)學(xué)生參加活動。

（社會合作處、資源與化工學(xué)院/供稿）

來源：三明學(xué)院官網(wǎng)

制造完美的原子級碳薄片——即石墨烯（左）依然充滿挑戰(zhàn)。為了實現(xiàn)商業(yè)化，許多公司選擇使用堆疊的石墨烯納米片（中）或氧化石墨烯層（右）。這些較經(jīng)濟的替代形式雖然帶有缺陷，但仍具備強度和電敏感性等關(guān)鍵特性。在最新一期《Science》封面故事中，石墨烯迎來了它的二十年回顧——從最初的喧囂到逐漸成熟，揭示了這一二維片材料的崛起之路。

英國國家石墨烯研究所

在英格蘭曼徹斯特，一個少見的陽光明媚的日子里，國家石墨烯研究所（NGI）閃耀著如同一塊巨大的黑曜石。這個五層樓高的建筑坐落在曼徹斯特大學(xué)的中心校園，外墻由近 2000 塊帶小六邊形穿孔的黑色面板組成，象征著石墨烯的原子結(jié)構(gòu)——這種革命性材料正是在附近的實驗室首次被分離出來的。

20 年前，Andre Geim和Konstantin Novoselov在這里展示了石墨烯，憑此獲得了諾貝爾獎。從那時起，數(shù)十億資金投入到全球石墨烯的研發(fā)競賽中。石墨烯以其卓越的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和超強強度聞名，被譽為未來技術(shù)的核心材料，甚至被期望推動可卷曲顯示屏和太空電梯的實現(xiàn)。

然而，石墨烯的普及之路并不平坦。盡管早期充滿希望，許多公司因未能實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用而消失，石墨烯的供應(yīng)一度遠(yuǎn)超需求。然而，隨著研究的深入，一些企業(yè)終于找到了應(yīng)用的突破口。如今，石墨烯不僅出現(xiàn)在消費電子產(chǎn)品中，還被用于混凝土、汽車甚至神經(jīng)設(shè)備中。

盡管如此，最初的單層石墨烯也正在迎來復(fù)興。得益于成本的下降和技術(shù)的進步，石墨烯開始在磁性傳感器、光通信芯片和醫(yī)療設(shè)備中發(fā)揮關(guān)鍵作用。英國石墨烯設(shè)備制造商 Paragraf 的研究總監(jiān) Natasha Conway評價道，它已經(jīng)走過了炒作的高峰和低谷，現(xiàn)在人們終于看到它的真正價值。

石墨烯的誕生源自一次看似不起眼的實驗：Geim和Novoselov’s的團隊用一卷普通的透明膠帶，從石墨塊上剝離出極薄的石墨片。他們耐心篩選，最終發(fā)現(xiàn)那些僅有一個原子厚的薄片。這些二維蜂窩狀的石墨烯結(jié)構(gòu)很快顯露出其非凡的特性——它既不是金屬，也不是絕緣體，甚至無法被歸類為典型的半導(dǎo)體。

傳統(tǒng)半導(dǎo)體中的電子需要能量激發(fā)才能導(dǎo)電，而石墨烯作為一種“半金屬”，因其零帶隙結(jié)構(gòu)，輕微的能量就能讓電子自由流動。更令人驚奇的是，石墨烯中電子的行為仿佛沒有質(zhì)量一般，它們幾乎不受電阻影響，以極高的速度通過材料。與此同時，石墨烯的強大化學(xué)鍵和蜂窩結(jié)構(gòu)不僅讓它擁有極強的韌性，還能快速傳導(dǎo)熱量，對磁場的敏感度也極高，展現(xiàn)出奇妙的霍爾效應(yīng)。

石墨烯發(fā)展時間線

盡管手工剝離的石墨烯二維片非常適合科研實驗，但顯然難以商業(yè)化。真正的突破出現(xiàn)在2009年，德克薩斯的研究人員發(fā)現(xiàn)，通過一種名為化學(xué)氣相沉積（CVD）的工藝，可以在銅箔上大規(guī)模生長石墨烯單層。這種方法讓石墨烯生產(chǎn)變得更加可控且具備商業(yè)潛力。

隨之而來的，是石墨烯產(chǎn)業(yè)的快速擴張。2013年，紐約的Bluestone Global Tech宣稱每天能生產(chǎn)至少20m³的CVD石墨烯，計劃在曼徹斯特大學(xué)設(shè)立生產(chǎn)工廠，并表示其透明、柔韌和高導(dǎo)電性將使石墨烯成為未來電子設(shè)備觸摸屏的理想材料。

同年，歐盟啟動了石墨烯旗艦項目，投入14億歐元，計劃在十年內(nèi)推動石墨烯的商業(yè)化。2015年，英國也加大了投入，斥資6100萬英鎊開設(shè)了國家石墨烯研究所（NGI）。該研究所成了國家的象征。透過窗戶，路人可以看到穿著防護服的科學(xué)家操作著價值數(shù)百萬美元的儀器。

曼徹斯特大學(xué)石墨烯工程創(chuàng)新中心接待了致力于石墨烯應(yīng)用商業(yè)化的工業(yè)合作伙伴

然而，石墨烯的光芒也伴隨著挑戰(zhàn)。盡管CVD工藝實現(xiàn)了石墨烯的量產(chǎn)，但這種拼接的單層晶體存在接縫問題，導(dǎo)致性能下降。許多公司希望復(fù)制研究中單層石墨烯的奇跡，但實際效果往往不盡如人意。此外，現(xiàn)有材料的替代也十分困難，比如觸摸屏仍然依賴氧化銦錫這種成熟材料。

生產(chǎn)石墨烯的難點不僅在于生長，還在于將它從銅箔上分離出來。常見的轉(zhuǎn)移方法使用聚合物薄膜，但這種方式容易導(dǎo)致石墨烯撕裂和殘留物，影響其性能。早期，CVD石墨烯的質(zhì)量波動很大，缺乏可重復(fù)性。研究員Peter B?ggild指出，許多學(xué)術(shù)論文的工藝細(xì)節(jié)不足，導(dǎo)致實驗結(jié)果難以復(fù)制。他與多方合作，希望制定更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)以解決這一問題。

面對CVD石墨烯的挑戰(zhàn)，部分研究者轉(zhuǎn)向“自上而下”的方法，用液體去角質(zhì)或化學(xué)手段將石墨撕裂成更小的片段。然而，這些新材料，如石墨烯納米片（GNP）和氧化石墨烯（GO），與海姆最初的單層石墨烯有很大不同，盡管它們的超能力減弱，仍然在某些應(yīng)用中展現(xiàn)了價值。例如，GNP增加了材料的強度，GO則有助于散熱。關(guān)鍵在于為每個應(yīng)用找到最合適的石墨烯形式。

石墨烯如何堆疊

曼徹斯特大學(xué)在石墨烯商業(yè)化的探索中邁出了關(guān)鍵一步，距NGI不遠(yuǎn)的石墨烯工程創(chuàng)新中心（GEIC）應(yīng)運而生。這座耗資6000萬英鎊、2018年開業(yè)的工業(yè)孵化器，以其嚴(yán)肅的設(shè)計和中試生產(chǎn)設(shè)施昭示著它在石墨烯研發(fā)中的重要性。GEIC的貢獻不僅僅是基礎(chǔ)設(shè)施，還在于幫助企業(yè)應(yīng)對石墨烯商業(yè)化的挑戰(zhàn)。在早期，石墨烯市場混亂，許多公司對石墨烯的層數(shù)和特性并不明確，影響了應(yīng)用開發(fā)。2017年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織明確規(guī)定石墨烯指單層結(jié)構(gòu)，而多層石墨烯則包含3到10層。然而，即使在今天，許多公司仍會宣稱自己的產(chǎn)品具有單層石墨烯的奇異性能。

盡管如此，石墨烯及其衍生物依然展現(xiàn)出巨大的潛力。比如，西班牙公司INBRAIN使用還原氧化石墨烯（rGO）制造電極陣列，這些設(shè)備可用于監(jiān)測大腦活動，幫助醫(yī)生在手術(shù)中區(qū)分健康和病變組織。該設(shè)備已經(jīng)在曼徹斯特展開臨床試驗，且獲得了美國FDA的“突破性設(shè)備”稱號，有望加速用于帕金森病治療。

其他石墨烯應(yīng)用也在蓬勃發(fā)展。中國的第六元素公司每年生產(chǎn)約1000噸GO，用于電子產(chǎn)品的散熱，如華為的智能手機。加拿大GIT Coatings則利用石墨烯納米片開發(fā)防附著涂層，減少船體摩擦，節(jié)省燃料。GEIC還與福特合作開發(fā)了含石墨烯的汽車零部件，已應(yīng)用于超過500萬輛汽車上。石墨烯的未來，盡管充滿挑戰(zhàn)，但這些應(yīng)用展示了它的廣泛可能性。

這種石墨烯和聚合物粘合劑的羅夏墨跡漿料可用于提高電池的性能

與此同時，一些初創(chuàng)公司開始利用石墨烯的惰性和不滲透性，開發(fā)防腐涂料和氣密包裝材料。還有一些公司通過打孔或堆疊石墨烯薄片，制造出用于氣體分離和海水淡化的多孔膜。石墨烯在混凝土領(lǐng)域的應(yīng)用也備受期待，特別是在減少水泥使用方面。水泥生產(chǎn)是全球二氧化碳排放的主要來源，占8%。GEIC的合作伙伴Concretene公司開發(fā)了一種僅需添加0.1% GNP和GO納米片的混合物，便可將水泥使用量減少30%。該公司已在三個建筑項目中進行了試驗，預(yù)計明年會將這種混凝土添加劑推向市場。

盡管石墨烯的市場當(dāng)前估值為每年約1.5億美元，IDTechEx預(yù)計到2034年這一數(shù)字可能增至16億美元。隨著技術(shù)進步，特別是CVD石墨烯的轉(zhuǎn)移問題逐步得到解決，單層石墨烯的市場份額有望增加。西班牙的Graphenea公司已經(jīng)可以將CVD石墨烯從銅箔轉(zhuǎn)移到200毫米硅晶圓上，這對于大規(guī)模半導(dǎo)體生產(chǎn)非常關(guān)鍵。

石墨烯的應(yīng)用不僅限于工業(yè)，生物傳感器領(lǐng)域的研究也在不斷推進。INBRAIN目前正在開發(fā)一種比rGO電極陣列更靈敏的石墨烯FET，能夠檢測大腦內(nèi)部的單個神經(jīng)元放電。此類技術(shù)有望推動癲癇等神經(jīng)疾病的診斷和治療。此外，單層石墨烯還在光電器件中表現(xiàn)出色，可用于加速光通信。德國的Black Semiconductor公司正在將石墨烯集成到硅芯片中，提升數(shù)據(jù)處理速度，最近獲得了超過2.5億歐元的資金支持來推進這一技術(shù)。石墨烯的潛力正在逐步釋放，尤其是在長期投資和技術(shù)突破的推動下，它的應(yīng)用前景越來越廣闊

石墨烯納米片已被用來增加各種產(chǎn)品的強度和耐用性，包括輪胎、瀝青和汽車零部件

然而，想讓主要芯片制造商真正采用石墨烯材料，CVD生長和轉(zhuǎn)移技術(shù)還需進一步改進。石墨烯旗艦項目中試線總監(jiān)Inge Asselberghs解釋道“半導(dǎo)體行業(yè)要求極高，”。她與Graphenea等合作伙伴正在研究用剛性玻璃基板轉(zhuǎn)移高質(zhì)量CVD石墨烯，盡管仍需顯微鏡下清除缺陷部分，但損壞遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的柔性聚合物轉(zhuǎn)移法。與此同時，丹麥?zhǔn)┢炫灩?D則采用了不同的策略。B?ggild的團隊發(fā)現(xiàn)，借助簡單的層壓機，就能將石墨烯干凈地從銅箔轉(zhuǎn)移到聚合物片上，再應(yīng)用于其他表面。這種方法污染更少，現(xiàn)已商業(yè)化，使用卷對卷工藝生產(chǎn)一米長的石墨烯薄膜。

英國公司Paragraf則完全跳過了轉(zhuǎn)移步驟，采用MOCVD技術(shù)，直接在基質(zhì)上生長石墨烯。這一技術(shù)提升了再現(xiàn)性，現(xiàn)已用于大規(guī)模生產(chǎn)基于石墨烯的電子設(shè)備，如磁傳感器和生物傳感器。Conway表示，他們的磁傳感器能精準(zhǔn)檢測微小磁場，正被汽車制造商測試用于電動車電池的健康監(jiān)測。未來，Paragraf計劃將其他二維材料（如二硫化鉬）與石墨烯結(jié)合，創(chuàng)建材料堆棧。這一前沿技術(shù)有望通過微調(diào)材料特性，實現(xiàn)全新的電子設(shè)備。NGI的固態(tài)物理學(xué)家Roman Gorbachev已經(jīng)開始用自制生產(chǎn)線制造這類二維材料堆疊設(shè)備，其系統(tǒng)包括高真空環(huán)境下的機器人裝配。近期，他的研究顯示，扭轉(zhuǎn)雙層石墨烯1.1°可將其轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體。

Roman Gorbachev認(rèn)為，這些高端應(yīng)用雖仍需時間，但正逐漸走向商業(yè)化。他與Geim都同意，二維材料的前景可能最終超過石墨烯本身?！笆┦且淮蚊半U，它的影響遠(yuǎn)超預(yù)期?！?/p>

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