近来阿尔贡纳米材料研究所的研究人员证实了美国威斯康星大学麦迪逊分校的研究发现——在半导体材料锗的表面发现了具有自我导向生长的石墨烯纳米带。
美国威斯康星大学麦迪逊分校（UW）和美国能源部阿贡国家实验室证实了一种控制锗晶体表面的石墨烯纳米带生长的新方式，这一发现可引起电子电路革命。
锗是半导体材料，这是一种用石墨烯（碳的一种形式，只有一层碳原子）制作纳米级半导体的简单方法。
阿尔贡的BK说：“一些研究员想用碳纳米管制作晶体管，但问题是它们沿各个方向生长，这一发现可以使石墨烯纳米带沿着你需要的方向生长，从而满足技术需求。”
UW的研究员使用化学气相沉积的方法在锗晶体的表面生长石墨烯纳米带，该技术是在管式炉中通甲烷、氢气和氩气。高温下，甲烷分解成碳原子附着在锗的表面，形成一个均匀的石墨烯片。通过调整腔室的参数，UW团队能够精确控制这种材料。
UW的一位副教授说：“我们发现当石墨烯在锗晶体上生长，它通常形成光滑并且具有扶手一样边缘的纳米带。带的宽度可以非常非常窄，长度可以非常长，所以随着这种技术的发现，我们想在石墨烯纳米带方面获得的所有理想特征就这么自动实现了。”
具有单层原子厚度，二维碳原子分布的石墨烯，以在没有干扰的情况下其表面电子移动速度近光速而为人所知。这么高的迁移率使其成为一种理想材料以用于更快，更节能的电路。
然而，半导体行业希望可以使经由带隙-禁带的电子像在电脑芯片中一样任意开始停止。作为半金属，石墨烯没有带隙—禁带，直到现在这依旧是其在工业广泛应用的最大挑战。
为了证明这一发现，UW的研究人员访问了阿尔贡纳米材料中心科学家Brian Kiraly和的Nathan Guisinger。
Guisinger说：“在我们纳米材料科学中心，我们有一些自己的优势，不仅仅是我们设施的设计可以用于各种不同材料从金属到氧化物之间的反应，而且我们可以表征，生长和合成材料。”
扫描隧道显微镜技术的观察，使研究人员证实了锗表面石墨烯纳米带生成。电子书签帮助数据收集以允许研究人员去制造图表，以观察材料的尺寸和生长方向。另外，根据材料的电子散射他们能够确定带结构和大小。
Kiraly说：“我们观察它们基本的物理性能去证实它们是石墨烯，实际上就是一些电学特性。更有趣的是，这些纳米带可以在锗晶体的一面上上延特定方向生长，而另外两个面则没有。”
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