石墨烯（graphene）被很多人認(rèn)為是矽材料的后繼者,，因?yàn)槠潆娮舆w移率可達(dá)到矽的十倍以上,，并解決了矽材料在制程微縮方面的許多問題,；不過石墨烯缺乏制作電晶體所需的能隙（bandgap）,，也延遲了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)在有研究人員提出以導(dǎo)電聚合物涂布石墨烯的方式,，號稱能制造出價(jià)格比采用矽材料廉價(jià)許多的有機(jī)電子元件,。

　　瑞典于默奧大學(xué)（Umea University）的研究人員正與美國史丹佛大學(xué)（Stanford  University）以及后者旗下的同步雷射光源實(shí)驗(yàn)室（SSRL,，原名為SLAC-史丹佛線性加速中心）合作，以新開發(fā)的石墨烯/聚合物混合材料打造原型,，并有了顯著成果,；研究人員不但大幅加速聚合物使之成為高遷移率半導(dǎo)體，該混合材料具備的高彈性,，似乎能同時(shí)應(yīng)用在平面電子元件以及垂直導(dǎo)向的LED與太陽能電池等元件,。

　　上述跨國研究團(tuán)隊(duì)主持人、于默奧大學(xué)教授David  Barbero表示,，他們所開發(fā)的聚合物薄膜本身是軟性的,，石墨烯層也是軟性的，而實(shí)驗(yàn)所采用的玻璃與矽基板則是堅(jiān)硬的,，因此整體堆疊也是堅(jiān)硬的,；但是該石墨烯/聚合物薄膜也能應(yīng)用在軟性基板上，讓整體堆疊也成為軟性,，支援各種可撓性的應(yīng)用,。目前他的團(tuán)隊(duì)正在史丹佛的SSRL進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

　　要在整個(gè)晶圓片上沉積石墨烯并不容易,，Barbero的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種方法,，能輕易地在金屬上生長石墨烯層，然后將之轉(zhuǎn)移到幾乎任何一種基板上,，包括實(shí)驗(yàn)所采用的矽與玻璃,，以及其他軟性聚合物基板。

（來源：Umea University）

　在石墨烯層上添加半導(dǎo)體聚合物能大幅提升電子遷移率

Barbero表示,，研究團(tuán)隊(duì)利用化學(xué)氣相沉積（CVD）技術(shù)與垂直石英管,，將大面積的單層石墨烯與銅箔合成；接著以旋轉(zhuǎn)涂布方式在該石墨烯層上添加聚合物層（聚甲基丙烯酸甲酯,，poly-methyl  meth-acrylate,，簡稱PMMA），而銅箔部分則以過硫酸銨（ammonium persulfate）蝕刻,、并以濕式清洗去除殘留,。

　　最后該石墨烯層漂浮在去離子水上，并轉(zhuǎn)移到矽或玻璃基板進(jìn)行干燥,，將PMMA分解之后就會(huì)剩余純凈的石墨烯層,；Barbero指出：“下一步是在石墨烯上沉積半導(dǎo)體聚合物，這是利用稀釋過的溶液進(jìn)行旋轉(zhuǎn)涂布直到干燥,，然后就會(huì)產(chǎn)生厚度適中且均勻的薄膜,。”

　　在描繪新材料特性時(shí),，研究人員的大發(fā)現(xiàn)是該混合材料的電子遷移率反而會(huì)因?yàn)槌练e厚度稍微較高的半導(dǎo)體聚合物而提升,，這與其他薄膜可產(chǎn)生的作用正好相反,；也就是說，若聚合物半導(dǎo)體的沉積厚度達(dá)到約50奈米,，其電子遷移率的提升倍數(shù)會(huì)比沉積厚度僅10奈米的相同聚合物高出五十倍,。研究人員推測，這是因?yàn)楹穸容^高的薄膜比較厚度低的薄膜,，能提供隨機(jī)定向晶體之間更多的路徑（不同于單晶薄膜的晶體是并排的）,。

　（來源：Umea University）

　　除了長出性能更佳的石墨烯,，研究人員另一個(gè)發(fā)現(xiàn)是,，該材料與表面垂直的軸心之傳導(dǎo)性也同樣好，使得該透明材料能成為例如廉價(jià)太陽能電池與LED等光電元件的優(yōu)良候選材料,。Barbero表示：“實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該種材料有潛力做為光電應(yīng)用,，而且利用石墨烯層確實(shí)很有機(jī)會(huì)打造出效率更高，且重量更輕,、超薄,、軟性的太陽能電池?！?/p>

　　有了初步的發(fā)現(xiàn),，研究人員正著手進(jìn)行在石墨烯層上添加不同半導(dǎo)體聚合物的實(shí)驗(yàn)，目標(biāo)是讓新材料的性能超越標(biāo)準(zhǔn)矽晶片,，并讓所有種類的塑膠光電元件性能得到進(jìn)一步的提升,。