[導讀]德國研究人員表示，砷化鎵(GaAs)晶圓片上的沉積石墨烯(graphene)的純碳原子，可望催生新一代的高性能半導體組件。位于德國布朗斯威克(Braunschweig)之聯(lián)邦物理技術(shù)研究院(Physikalisch-Technische Bundesanstalt，PT
德國研究人員表示，砷化鎵(GaAs)晶圓片上的沉積石墨烯(graphene)的純碳原子，可望催生新一代的高性能半導體組件。位于德國布朗斯威克(Braunschweig)之聯(lián)邦物理技術(shù)研究院(Physikalisch-Technische Bundesanstalt，PTB)的科學家最近宣布，已利用光學顯微鏡首次在砷化鎵晶圓片表面上看到石墨烯。
肉眼幾乎看不見的單個碳原子層能在支持層(support layer)被設(shè)計成抗反射濾波器(anti-reflection filter)型態(tài)時，用普通的光學顯微鏡看到；圖中標示范圍內(nèi)就是單石墨烯層
砷 化鎵材料在半導體領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，且性能優(yōu)于硅芯片，特別是在RF領(lǐng)域波長對CMOS組件來說太短的相關(guān)應(yīng)用。而未來的碳芯片則可能會利用結(jié)晶碳層──也 就是石墨烯──來使組件性能超過硅芯片。為此德國科學家著手研究在砷化鎵材料上沉積石墨烯的方法，以制造出具有先進性能的混合性材料。
今年初，意大利科學家試圖透過在砷化鎵晶圓片表面上蝕刻石墨烯晶格圖案的方式，來解決石墨烯與砷化鎵材料間晶格不匹配的問題，好制造出一種具備某些特性之「人造石墨烯」的材料。而德國科學家則是真的讓石墨烯成功地沉積在砷化鎵表面。
在此之前，大多數(shù)的石墨烯研究是以涂布了二氧化硅的硅晶圓片，也就是所謂的絕緣上覆硅(SOI)方式，來讓石墨烯現(xiàn)形。在砷化鎵晶圓上沉積石墨烯的技術(shù)之所以遲遲未開發(fā)，就在于很難用標準光學顯微鏡來觀察結(jié)果，德國科學家就是解決了這個問題，為相關(guān)技術(shù)發(fā)展開了一扇大門。
研 究團隊是在兩種材料之間加入一種砷化鋁(aluminium arsenide，AlAs)制程的抗反射(anti-reflective)緩沖層，解決了顯像的問題。透明的砷化鋁是以蒸氣涂布(vapor- coated)在數(shù)個單分子層中，科學家以適當?shù)耐坎剂啃纬筛缮嫘?yīng)，就像是那些標準光學干涉濾波器的效果。
利用分子束磊晶 (molecular beam epitaxy)法將摻雜砷化鎵基板上的多個砷化鎵與砷化鋁層優(yōu)化，德國研究團隊成功讓砷化鎵上的石墨烯現(xiàn)形，且其分辨率能分辨出石墨烯是單、雙層還是 多層。該成果并已通過拉曼光譜(Raman spectroscopy)確認，目前研究團隊正在列舉其砷化鎵/石墨烯晶圓片的電氣特性。
(參考原文：Graphene mixes it up with GaAs，by R. Colin Johnson)
肉眼幾乎看不見的單個碳原子層能在支持層(support layer)被設(shè)計成抗反射濾波器(anti-reflection filter)型態(tài)時，用普通的光學顯微鏡看到；圖中標示范圍內(nèi)就是單石墨烯層
砷 化鎵材料在半導體領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，且性能優(yōu)于硅芯片，特別是在RF領(lǐng)域波長對CMOS組件來說太短的相關(guān)應(yīng)用。而未來的碳芯片則可能會利用結(jié)晶碳層──也 就是石墨烯──來使組件性能超過硅芯片。為此德國科學家著手研究在砷化鎵材料上沉積石墨烯的方法，以制造出具有先進性能的混合性材料。
今年初，意大利科學家試圖透過在砷化鎵晶圓片表面上蝕刻石墨烯晶格圖案的方式，來解決石墨烯與砷化鎵材料間晶格不匹配的問題，好制造出一種具備某些特性之「人造石墨烯」的材料。而德國科學家則是真的讓石墨烯成功地沉積在砷化鎵表面。
在此之前，大多數(shù)的石墨烯研究是以涂布了二氧化硅的硅晶圓片，也就是所謂的絕緣上覆硅(SOI)方式，來讓石墨烯現(xiàn)形。在砷化鎵晶圓上沉積石墨烯的技術(shù)之所以遲遲未開發(fā)，就在于很難用標準光學顯微鏡來觀察結(jié)果，德國科學家就是解決了這個問題，為相關(guān)技術(shù)發(fā)展開了一扇大門。
研 究團隊是在兩種材料之間加入一種砷化鋁(aluminium arsenide，AlAs)制程的抗反射(anti-reflective)緩沖層，解決了顯像的問題。透明的砷化鋁是以蒸氣涂布(vapor- coated)在數(shù)個單分子層中，科學家以適當?shù)耐坎剂啃纬筛缮嫘?yīng)，就像是那些標準光學干涉濾波器的效果。
利用分子束磊晶 (molecular beam epitaxy)法將摻雜砷化鎵基板上的多個砷化鎵與砷化鋁層優(yōu)化，德國研究團隊成功讓砷化鎵上的石墨烯現(xiàn)形，且其分辨率能分辨出石墨烯是單、雙層還是 多層。該成果并已通過拉曼光譜(Raman spectroscopy)確認，目前研究團隊正在列舉其砷化鎵/石墨烯晶圓片的電氣特性。
(參考原文：Graphene mixes it up with GaAs，by R. Colin Johnson)
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