1、石墨烯在半導體光電器件中的應用石墨烯在半導體光電器件中的應用10級電科1班黃宇軒20101120106摘要摘要：歸于石墨烯透明、軟性、能帶結構連續(xù)可調(diào)、電子遷移率高等一系列優(yōu)點，著眼于石墨烯與其他半導體光電功能材料的復合，綜述了石墨烯在有機場效應晶體管(OFET)、有機發(fā)光二級管(OLED)、有機太陽能電池(oSC)等有機光電器件領域的應用研究現(xiàn)狀，展望了石墨烯在有機光電器件領域未來的發(fā)展前景。1引言引言硅基集成電路芯片技術正在逼近摩爾

2、定律的物理極限，于是半導體納米材料與技術成了納米科技中研究最為活躍、應用最為廣泛的前沿領域。二維納米材料石墨烯的發(fā)現(xiàn)為新型納米器件的設計與制備注入了新活力?？茖W家預言石墨烯可望替代硅材料成為后摩爾時代電子器件發(fā)展的重要角色[1]。2010年諾貝爾物理學獎更是將石墨烯推成了納米材料新貴[2]。近年來，與石墨烯相關的材料制備、表征、功能器件設計等一系列理論與實驗研究工作蓬勃開展，進展迅速。在三維金剛石、石墨、C。。、一維碳納米管等碳元素家族

3、材料相繼被發(fā)現(xiàn)的基礎上，2004年美國曼切斯特大學的Geim等[1]用機械剝離的方法從石墨碎片中剝離出較小的石墨片，再用特殊的膠帶黏住碎片兩側并反復撕扯，通過觀察得到的樣品，發(fā)現(xiàn)其中一些僅由一層碳原子組成，這種樣品即為二維碳材料——石墨烯。石墨烯的發(fā)現(xiàn)推翻了“熱力學漲落不允許二維晶體在有限溫度下自由存在”[21的理論。石墨烯不僅有特殊的二維平面結構，而且有優(yōu)良的力學、層石墨烯并非完美的平面結構，表面不完全平整，在薄膜邊緣處出現(xiàn)明顯的波紋

4、狀褶皺，而在薄膜內(nèi)部褶皺并不明顯，多層石墨烯邊緣處的起伏幅度要比單層石墨烯稍小。這也說明了石墨烯在受到拉伸、彎曲等外力作用時仍能保持高效的力學穩(wěn)定性。在石墨烯樣品開始碎裂前，每lOOnm距離上可承受的最大壓力為299Nc8I。由于石墨烯特殊的單層的結構，可以使光基本無阻礙地穿過它。從本質上說，在石墨烯與電磁波作用的過程中，石墨烯對光輻射的反射和吸收均很弱，從而導致透光率很高，在波長為550nm處透光率為963％0，因此在制作透明電極、觸

5、摸屏等電子器件方面有著不可替代的作用。石墨烯可以作為一種良好的導熱物質，可以快速地傳導熱量，具備突出的導熱性能(3000W／(rilK))。理論和實驗都認為完美的二維結構無法在非絕對零度下穩(wěn)定存在，但是單層石墨烯卻被制備出來，這歸結于石墨烯在納米級上的微觀扭曲。目前研究者仍未發(fā)現(xiàn)六邊形晶格中的碳原子有發(fā)生位移的情況，從而也解釋了石墨烯的優(yōu)良的熱學性質。石墨烯中電子遷移速率是光速的1／300(106m／s)，表現(xiàn)出了異常的整數(shù)量子霍爾行為