石墨烯的应用前景

大幅提高转换效率的王牌材料。石墨烯被寄予厚望的应用实例之一是转换效率非常高的新一代太阳能电池。对于石墨烯制透明导电膜,触摸面板阵营的期待比较高,不过太阳能电池厂商的期待可能更高。这是因为只有石墨烯透明导电膜才能实现对于太阳能电池来说非常重要的特性。首次分离单层石墨烯的英国曼彻斯特大学研究人员康斯坦丁·诺沃肖洛夫曾在接受《日经电子》杂志采访时表示“有机薄膜太阳能电池是最接近石墨烯实用化的应用之一”。石墨烯的应用B:以THz频率工作的晶体管连接电和光各公司纷纷致力于利用石墨烯的高速晶体管开发其原因之一在于如果开发出以THz频率工作的晶体管,就能够使迄今在技术方面有很大不同的电子和光子、也就是电和光的控制技术实现无缝连接。要充分利用太赫兹波所具有的潜力和信息量,就需要能像手机电子电路一样在THz频率下工作的光收发元件、控制电路和信号处理电路。反之,如果能够实现这个条件,超过毫米波通信的几十G~几百Gbit/秒的超高速通信便成为可能。石墨烯的应用C:应用于光学元件非常容易除高速晶体管外,石墨烯作为光学方面的技术也具有很大的应用前景。如果活性层材料采用石墨烯,包括紫外线、可见光、红外线和太赫兹波在内带宽非常大的波长的激光振荡便越来越可能。虽然此处主要探讨的是作为光学方面技术的应用,不过也有研究人员断言“虽然在石墨烯晶体管用途方面还存在一些课题,但作为光学元件来说几乎不存在什么课题”面临难题1:单层悬浮石墨烯在二十微米以下都可以稳定存在的,大于此尺寸,悬浮下石墨烯就很难稳定,在衬底上的石墨烯可以更大,但是已经很难完整剥离衬底。面临难题2:多个科研团队在研制石墨烯晶体管和接收器中遇到了几大障碍:首先石墨烯这种纤薄的单原子层薄片很难同制造芯片所用的金属和合金匹配到一起,在蚀刻过程中石墨烯很容易受损。分子动力学模拟做了一个50纳米正方形的石墨烯模拟,其中石墨烯的纵向起伏已经高达到0.4nm。