的太空电梯都可以以石墨烯为原料。
正因石墨烯有着如此令人神往的应用前景,两位研究者从第一篇论文发表到获奖,只用了6年时间。“这确实比较特殊,”叶甜春评价道。往届诺奖的大部分获得者,其研究成果都已发表多年,并已获得了大范围的应用,以至于业界笑称“要想获诺奖,先要活得长”。
中科院物理所一位副研究员告诉记者,今年4月,诺贝尔基金会曾邀请了一批被它认为在国际上有影响力的学者聚会,该所副所长高鸿钧便在此之列。会上交流时,高和其他国家的一些科学家们都认为,石墨烯应当有资格获奖。
商业化:三五年或三五十年
尽管前景光明,石墨烯从发现至今,仍未实现大规模的应用。对此,叶甜春表示,目前主要的困难还是材料和器件的制备和生产技术。撕透明胶带只是做研究时用的“土办法”,要想投入商用,就需获得质量和产量上皆理想的石墨烯材料。
叶甜春介绍说,目前有好几种制造石墨烯的方法,从实用性角度讲最有希望的是“化学气相沉积”法,即以铜、镍等过渡族金属材料为母基来“生长”具 有原子级厚度的石墨烯材料。“但目前的技术最多只能生长出4英寸晶圆级石墨烯,无论是在质量还是尺寸上,都与现代芯片制造所需的12英寸材料还有很大差 距。”
“石墨烯全面取代硅的时间,还不好预测,也许三五年,也可能三五十年。其实硅芯片技术从出现到发展成熟,也用了五六十年。”上述副研究员表示。不过,叶甜春认为,相比此前被看好的“硅的取代者”碳纳米管,石墨烯有可能被更快地投入应用。
于1991年被发现的碳纳米管,也曾被业界视为本届诺奖的热门候选者之一。之所以没有获奖,叶甜春指出,可能正因为它的商业化应用还存在很多问 题。“但由于石墨烯二维的平面结构与现有的硅基芯片技术兼容性好,使其芯片的制造将有可能基于现有硅芯片的制造技术,而不用像碳纳米管那样,需重起炉 灶。”
在对石墨烯的研究上,国内做到了及时跟进,进展差不多跟国外处于同一水平上,中科院与一些高校有多个项目都在同时进行。微电子所已在实验室条件下研制出了石墨烯器件。而中科院物理所则与今年的诺奖得主海姆一直有实质性的合作。
值得一提的是,海姆于2004年发表的第一篇关于石墨烯的论文,共有9名作者,其中署名第四和第五位都是中国留学生。
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