4日，记者从天津大学获悉，该校纳米颗粒与纳米系统国际研究中心的马雷教授团队攻克了长期以来阻碍石墨烯电子学发展的关键技术难题，在保证石墨烯优良特性的前提下，打开了石墨烯带隙，成为开启石墨烯芯片制造领域大门的重要里程碑。该研究成果论文《碳化硅上生长的超高迁移率半导体外延石墨烯》1月3日在线发表于国际期刊《自然》。

图片来源：天津大学

马雷团队通过对外延石墨烯生长过程的精确调控，成功在石墨烯中引入了带隙，创造了一种新型稳定的半导体石墨烯。这种半导体石墨烯的电子迁移率远超硅材料，表现出了十倍于硅的性能，并且拥有硅材料所不具备的独特性质。

据了解，该项研究采用创新的准平衡退火方法，制备出超大单层单晶畴半导体外延石墨烯（SEG），具有生长面积大、均匀性高，工艺流程简单、成本低廉等优势。该方法制备的半导体石墨烯，拥有约600毫电子伏带隙以及高达5500厘米平方每伏特秒的室温霍尔迁移率，优于目前所有二维晶体至少一个数量级。以该半导体外延石墨烯制备的场效应晶体管开关比高达10000，基本满足了工业化应用需求。

（科技日报记者 陈曦）