中国科学院上海微系统与信息技术研究所王浩敏博士学术报告

时间：2017年11月3日下午一点（本周五）

 

石墨烯纳米带是超窄的条带状石墨烯，其具有优异的电学性能，有可能成为未来高性能半导体器件的理想基础材料。理想的石墨烯纳米带根据其边界手性不同展现出金属性或者半导体性。因此，为了实现石墨烯的能带及电学性质调控，制备具有特定手性的石墨烯纳米带成为关键。利用传统光刻方法得到的纳米带通常边界参差不齐。而其他制备方法也很难获得具有确定手性且宽度小于10纳米的石墨烯纳米带。近期有报道利用衬底催化设计出分子交联的方法成功制备出具有确定手性的石墨烯纳米带，但是如何将纳米带无损地转移至指定衬底并进行排布仍然是巨大的挑战。显然以上方法对于石墨烯在未来电子器件的应用上仍有存在较大局限。如何在绝缘衬底表面直接制备性能优良的石墨烯纳米带仍然是科学界亟待攻克的难题。采用化学气相沉积法在六角氮化硼表面成功制备边界平整且宽度可控的石墨烯纳米带。他们采用六角氮化硼表面沿着锯齿型方向的纳米沟槽为模板，实现单层石墨烯纳米带面内外延生长。该方法得到的石墨烯纳米带在室温下也能展示出高达10⁴的开关比，700 cm²/Vs的载流子迁移率和近50纳米的载流子平均自由程。该多维度异质结纳米带仅具有几个苯环宽度，可以打开带隙。其器件制备工艺与目前的大规模集成电路制造工艺相兼容，该制备方法的突破有可能为石墨烯纳米带在数字集成电路应用开辟新的道路。

[1] Shujie Tang, Haomin Wang,* Yu Zhang, Ang Li, Hong Xie, Xiaoyu Liu, Lianqing Liu, Tianxin Li, Fuqiang Huang, Xiaoming Xie, Mianheng Jiang, Scientific Reports 3 :2666 (2013).

[2] S. Tang, H. Wang,* H. S. Wang, Q. Sun, X. Zhang, C. Cong, H. Xie, X. Liu, X. Zhou, F. Huang, X. Chen, T. Yu, F. Ding, X. Xie, and M. Jiang, Nature Communications 6, 6499 (2015).

[3] L. Chen, L. He, H.S. Wang, H. M. Wang,* S. Tang, C. Cong, H. Xie, L. Li, H. Xia, T. Li, T. Wu, D. Zhang, L. Deng, T. Yu, X. Xie* and M. Jiang, Nature Communications, 8, 14703 (2017).

[4] Lingxiu Chen, Haomin Wang*, Shujie Tang, Li He, Hui Shan Wang, Xiujun Wang, Hong Xie, Tianru Wu, Hui Xia, Tianxin Li and Xiaoming Xie, Nanoscale, 9, 11475 – 11479 (2017).

 

报告人简历:

王浩敏，男，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员。1999年于华中理工大学固电系获工学学士，2002年获硕士学位。02年-04年上海国家信息安全基础设施研究中心任高级硬件工程师，04年至08年新加坡国立大学电子与电脑工程系攻读博士学位，08年8月-09年5月年为新加坡国立大学博士后， 09年5月-11年10月年新加坡南洋理工大学博士后研究工作， 2011年底起为中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员。主要从事晶圆级石墨烯电子材料制备和石墨烯纳米器件研究。瞄准石墨烯应用基础研究的国际前沿,围绕石墨烯在微电子应用面临的主要科学问题，进行原始创新，探索石墨烯微电子学应用的发展方向及技术路线。开展了绝缘六角氮化硼表面石墨烯单晶形核机理、取向识别、气相催化、边界手性调控和纳米带可控制备等方面的研究。他的工作为今后全面开展石墨烯微电子器件应用打下坚实基础，促进了碳基电子学的发展。