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獨特的技術將石墨烯集成到室溫硅上制造智能醫用傳感器
來源：上海自動化儀表有限公司作者：發表時間：2018-03-03 10:24:28【小中大】
上海自動化儀表有限公司的材料研究人員已經開發出一種新技術，可以利用納秒脈沖激光退火，將石墨烯、氧化石墨烯(氧化石墨烯)和還原氧化石墨烯(rGO)集成到室溫下的硅基板上。這一進展提高了制造新型電子設備的可能性，研究人員已經在計劃使用這項技術來制造智能生物醫學傳感器。
上自儀研究人員從硅襯底開始，再加上一層單晶氮化鈦，這是利用領域匹配的外延來確保氮化鈦的晶體結構與硅的結構相一致。接下來，他們在氮化鈦上放置一層銅碳(cul -2.0原子百分比C)合金，再一次使用領域匹配外延。最后，他們用納秒激光脈沖將合金表面熔化，將碳吸附到表面。
如果這一過程是在真空中進行的，那么表面上的碳就會以石墨烯的形式出現，或者如果是在氧氣中完成的，它就會形成。如果在潮濕的空氣中，然后是真空，它就形成了rGO。在這三種情況下，碳的晶體結構與基礎銅碳合金相結合。
石墨烯是一種極好的導體，但它不能用作半導體。然而，rGO是一種半導體材料，可用于制造集成智能傳感器和光電器件等電子設備。該論文于9月9日發表在《應用物理學》雜志上，該論文是“在空氣中的室溫下，新型激光處理還原氧化石墨烯薄片的集成”。
氧化石墨烯(rGO)的物理性質主要取決于sp2與sp3雜化碳原子的比值，不同官能團的存在，以及底物的特性。這一研究首次表明，采用脈沖激光沉積后的激光退火后，采用脈沖激光沉積法，成功地將二維rGO的晶圓片規模集成。XRD、SEM和Raman光譜學測量表明，大區域rGO的存在具有Raman活性振動模式:D、G和2D。高分辨率SEM描述了納米二次激光退火后形成的z1 -細化碳的形貌和形成。rGO薄膜的溫度相關的電阻數據遵循Efros-Shklovoskii變量跳躍(ES-VRH)模型在低溫區域和Arrhenius傳導在高溫狀態下。光致發光(PL)光譜也揭示了那么激烈和更廣泛的藍色熒光光譜,大小的微型sp2域π電子的附近,這有利于VRH傳輸現象。利用激光退火技術對rGO進行晶圓規模集成，將對多功能集成電子器件有一定的應用價值，為進一步深入研究這些功能化的二維材料開辟了新的前沿。
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