世界首例具有原子精度的全碳电子器件面世

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记者15日从厦门大学了解到，固体表面物理化学国家重点实验室、能源与石墨烯创新平台的洪雯静教授、谢素媛教授以及英国兰卡斯特大学的柯林&米多；兰伯特院士与他的团队合作，在世界上首次制备了以单个富勒烯分子为核心单元，石墨烯为电极的全碳电子器件。富勒烯分子的分子工程控制了全碳电子器件的电子性质，为突破硅基电子器件的性能和尺寸限制，开发全碳电子器件提供了新思路。研究结果于15日在《自然与中东》杂志上发表。时事通讯》杂志。

目前，基于硅基半导体的微纳电子技术正接近其物理尺寸极限，而碳基器件比硅基器件具有更快的速度和更低的功耗，被认为是未来最有希望取代现有硅基技术的信息器件方向。然而，如何制备原子精度的全碳电子器件仍然是碳基芯片未来发展的瓶颈。鉴于这一关键技术问题，具有原子规则结构和优异电性能的富勒烯材料作为未来碳基电子器件的潜在核心单元进入了科学家的视野。

基于厦门大学在富勒烯材料制备方面的优势，研究团队通过自主研发和器件制备技术创新，以二维结构完美的石墨烯为电极，以具有独特电子性质的富勒烯为核心单元。克服了单个富勒烯小于1纳米所带来的巨大挑战，我们构建了一个由富勒烯和石墨烯组成的全碳电子器件，并通过了Colin & middot兰伯特教授在理论计算方面的合作揭示了全碳电子器件在电子学领域具有许多新颖的量子特性。

这种跨学科的合作开创了世界上原子级规则结构的全碳电子器件的制备技术，从而将碳基电子器件推向亚纳米的极致尺寸，对全碳电子的发展具有重要意义，有望成为下一代碳基芯片技术的核心材料和器件。