技術文章
TECHNICAL ARTICLES近期,歐洲計量創(chuàng)新與研究計劃(EMPIR)的項目 “GRACE-石墨烯電學性測量的新方法”發(fā)布了關于石墨烯電學性測量方法的標準化指導手冊。“GRACE-石墨烯電學性測量新方法”項目是由英國國家實驗室(NPL)主導,與意大國家計量研究所、西班牙Das-nano 公司等合作,旨在開發(fā)石墨烯電學性的新型測量方法,以及未來石墨烯電學測量的標準化制定。
圖 石墨烯電學測量方法標準化指導手冊(發(fā)送郵件至info@qd-china.com獲取完整版資料)
圖二:GRACE項目合作單位
石墨烯由于其*異的電學性,在未來有望成為大規(guī)模應用于電子工業(yè)及能源域的新材料。但是,目前受限于:1)如何制備大面積高質(zhì)量石墨烯,且具有均勻和可重復的電氣和電子性能;2)無論是作為科研用的實驗樣品還是在生產(chǎn)線中的批量化生產(chǎn),對其電學性質(zhì)的準確且可重復的表征方法目前尚不完善,缺乏正確實施此類測量方法的指導手冊及測量標準。
針對目前面臨的問題和挑戰(zhàn),EMPIR 的“石墨烯電學性測量新方法”項目對現(xiàn)有測量方法進行了總結和規(guī)范指導,更重要的是開發(fā)了石墨烯電學性的快速高通量,非接觸測量的新方法,并用現(xiàn)有技術對其進行了驗證,取得了很好的致性。
圖三: 目前石墨烯電導率接觸式測量方法及新開發(fā)的非接觸式測量方法
西班牙Das-Nano公司參與了“GRACE-石墨烯電學性測量新方法”項目中基于THz-TDS的全新非接觸測量方法的開發(fā)及測量標準的制定?;谠摷夹g,Das-Nano推出了款可以實現(xiàn)大面積(8英寸wafer)石墨烯和其他二維材料的全區(qū)域無損非接觸快速電學測量系統(tǒng)-ONYX。ONYX采用體化的反射式太赫茲時域光譜技術(THz-TDS)彌補了傳統(tǒng)接觸測量方法(如四探針法- Four-probe Method,范德堡法-Van Der Pauw和電阻層析成像法-Electrical Resistance Tomography)及顯微方法(原子力顯微鏡-AFM, 共聚焦拉曼-Raman,掃描電子顯微鏡-SEM以及透射電子顯微鏡-TEM)之間的不足和空白。ONYX可以快速測量從0.5 mm2到~m2的石墨烯及其他二維材料的電學性,為科研和工業(yè)化提供了種顛覆性的檢測手段[1,2]。
ONYX主要功能:
→ 直流電導率(σDC) → 載流子遷移率, μdrift → 直流電阻率, RDC | → 載流子濃度, Ns → 載流子散射時間,τsc → 表面均勻性 |
ONYX應用方向:
石墨烯 | 光伏薄膜材料 | 半導體薄膜 | 電子器件 |
PEDOT | 鎢納米線 | GaN顆粒 | Ag 納米線 |
參考文獻:
[1] Cultrera, A., Serazio, D., Zurutuza, A. et al. Mapping the conductivity of graphene with Electrical Resistance Tomography. Sci Rep 9, 10655 (2019).
[2] Melios, C., Huang, N., Callegaro, L. et al. Towards standardisation of contact and contactless electrical measurements of CVD graphene at the macro-, micro- and nano-scale. Sci Rep 10, 3223 (2020).
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