【摘要】荷蘭盧森堡烏得勒支大學、德國馬普學會的研究人員對傳統半導體材料的納米晶體進行了“人造石墨”的理論研究，他們認為人造石墨有潛力應用于激光器、LEDs、光伏以及電子設備。
 
　　研究人員研究了晶格周期小于10nm的結構，發現其具有傳統半導體的結構特性，研究的半導體包括巖鹽鉛硫族化合物和閃鋅礦鎘硫化合物。

　　研究人員稱膠體組裝取得的進步可以實現人工石墨烯的制造。

　　在傳統石墨烯中，碳原子形成一個二維六角點陣(左)，在人造石墨烯中，半導體納米晶體形成晶格點(右)，在這種特殊情況下，每個納米晶體具有14個正方形和8個三角形的特殊形狀。

　　世界首臺商用石墨烯飛秒光纖激光器誕生國內
　　日前，泰州巨納新能源有限公司研制的商用石墨烯飛秒光纖激光器（Fiphene）問世，這也是全球首臺商用石墨烯飛秒光纖激光器。同時，該激光器還創造了脈沖寬度最短（105fs）和峰值功率最高（70kW）兩項石墨烯飛秒光纖激光器世界紀錄。
　　飛秒光纖激光器的應用領域非常廣闊，包括激光成像、全息光譜及超快光子學等科研應用，以及激光材料精細加工、激光醫療（如眼科手術）、激光雷達等領域。傳統的飛秒光纖激光器核心器件——半導體飽和吸收鏡（SESAM）采用半導體生長工藝制備，成本很高，且技術由國外壟斷。
　　在飛秒光纖激光器領域，石墨烯被認為是取代SESAM的最佳材料。2010年諾貝爾物理學獎獲得者撰文預測石墨烯飛秒光纖激光器有望在2018年左右產業化。要實現真正的產業化，需要解決高質量石墨烯制備、大規模低成本石墨烯轉移、石墨烯與光場強相互作用、石墨烯飽和吸收體封裝以及激光功率穩定控制等一系列關鍵技術。泰州巨納新能源有限公司經過多年持續研究，成功攻克了這些關鍵技術，率先實現了石墨烯飛秒光纖激光器的產品化，主要性能指標均高于同類產品，具有很高的性價比和很強的市場競爭能力。
　　該產品被命名為Fiphene，取Fiber（光纖）和Graphene（石墨烯）兩個詞的組合。泰州巨納新能源有限公司計劃以Fiphene為平臺，推出更多石墨烯光纖激光器產品，將石墨烯的應用發展向前推進。

　　歐盟石墨烯科技路線圖
　　根據路線圖，石墨烯旗艦計劃將分兩階段進行：初始熱身階段（2013年10月1日至2016年3月31日，共資助5400萬歐元）和穩定階段（2016年4月開始，預計每年資助5000萬歐元）。

　　化學傳感器、生物傳感器與生物界面
　　石墨烯及相關材料（GRM）對分子間相互作用非常敏感，是制造化學傳感器的理想材料，理論上可以實現單分子檢測，更進一步還能開發用于生物系統的界面傳感器。新興傳感技術與生物學的融合能實現亞細胞分辨率的細胞表面動力學研究，并制造出新型器件。該課題旨在研究與開發基于GRM的醫用新技術，具體目標包括：實現對單分子（無論是氣相還是液相）的選擇性檢測；開發細胞仿生系統；檢測膜/細胞表面的電場與化學梯度；開發多向界面，解決電子器件與生物軟組織間的機械失配問題。

　　GRM與半導體器件的集成
　　GRM與傳統的基于硅、GaAs、GaNg、InP的半導體器件的集成，可以提升混合系統的性能。該課題旨在針對GRM膜的轉移與鍵合開發一種產業級的可擴展方法，從而實現GRM在半導體平臺上的后端集成。相關提案須關注GRM的轉移與鍵合，以及GRM與半導體器件間界面的設計。結合了GRM和半導體材料兩者功能的混合系統應作為工作集成器件發揮其潛能。
　　具體目標包括：尋求一條可擴展的途徑，以便GRM膜集成到半導體系統時能實現晶片規模集成；針對電學、力學、熱學性質和其他接觸性質，對GRM與半導體器件的相互作用進行設計，以實現不同目標的應用；使用最先進的計量技術評估被集成的GRM層的質量；實現混合系統的實際應用。

　　面向射頻應用的無源組件
　　該課題旨在開發與測試天線、電子互連、熱擴散層、過濾器和微機電系統等無源組件在高頻電子領域的不同應用。該課題還關注包括可用開關控制的屏障、自混合天線與光學透明器件在內的新型微波天線與器件。具體目標包括：設計并實現基于GRM的無源射頻組件；使用最先進的表征技術和評估方法驗證組件性能，以滿足不同應用的具體需求；申請者應在提案中清楚描述和探討其預想的無源組件優于傳統技術之處。

　　硅光子學的集成
　　該課題旨在面向下一代計算與通信系統，開發集成GRM與硅波導和無源光路的方法，特別是可使現有的類CMOS硅制造基礎設施在未來實現晶片規模集成的可擴展方案。具體目標包括：展示GRM與硅基光電集成電路晶片規模集成的可能性；在集成GRM基調制器和檢測器與硅光子電路的基礎上對光互連進行驗證；利用最先進的計量技術，優化和評估電路的性能與能效；證明非線性器件可實現全光數據處理。

　　高頻電子學
　　該項任務旨在針對基于石墨烯的高頻電子技術的開發制定長期愿景。具體目標包括：優化關鍵的加工技術，涉及接觸電阻、柵極堆棧、鈍化、帶隙工程和不同二維材料的整合；確定制造石墨烯基高頻集成電路面臨的關鍵技術瓶頸，并開發相應的解決方案；針對石墨烯基高頻器件的制造提出新理念；針對材料、流程和器件定義相應的標準化途徑；將石墨烯視為下一代高性能電子材料，制定清晰、詳細的開發路線圖。

　　光電子學
　　該項任務旨在通過石墨烯電子和光子組件（如激光器、開關、光波導、光頻3 轉換器、放大器、空腔、調制器、光檢測器、納米光子組件、超材料、太陽能電池等）的融合與集成，創建新的石墨烯光子學和光電子學領域。這需要針對石墨烯及相關的二維層狀材料開發不同的制造方法。此外，還需提供廣泛的理論支持，以促進對石墨烯及二維材料光學行為和光電響應的理解。

　　傳感器
　　該項任務旨在開發基于石墨烯薄膜的傳感器件，特別是開發靈敏度高、用途廣的傳感器件，并通過建模對其進行原理驗證。具體任務包括：樣品制備與基礎測試；傳感器工作原理描述；通過建模進行技術和可行性評估。
 
　　柔性電子學
　　該項任務旨在研究石墨烯在柔性電子器件和系統開發所需的關鍵技術方面的用途，涉及材料與制造過程、靈活的能源解決方案、柔性射頻電子學和無線連接方案、柔性傳感器、柔性無源電子技術、面向柔性電子學的系統級平臺等領域。

　　與招標公告同時發布的還包括一份石墨烯科技路線圖。該路線圖計劃每兩年更新一次，旨在為基于石墨烯、二維晶體和混合系統產品的開發提供指導。