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欧洲计量创新与研究计划(EMPIR)发布全球首个《石墨烯电学测量方法标准化指导手册》

仪器信息网 2020/07/29 09:44:30 点击 77 次


近期,欧洲计量创新与研究计划(EMPIR)的项目 “GRACE-石墨烯电学特性测量的新方法”发布了全球首个关于石墨烯电学特性测量方法的标准化指导手册。“GRACE-石墨烯电学特性测量新方法”项目是由英国国家实验室(NPL)主导,与意大利国家计量研究所、西班牙Das-nano 公司等合作,旨在开发石墨烯电学特性的新型测量方法,以及未来石墨烯电学测量的标准化制定。

 

图一 石墨烯电学测量方法标准化指导手册(发送邮件至info@qd-china.com获取完整版资料)

  

图二:GRACE项目合作单位

 

石墨烯由于其独特优异的电学特性,在未来有望成为大规模应用于电子工业及能源领域的新材料。但是,目前受限于:1)如何制备大面积高质量石墨烯,且具有均匀和可重复的电气和电子性能;2)无论是作为科研用的实验样品还是在生产线中的批量化生产,对其电学性质的准确且可重复的表征方法目前尚不完善,缺乏正确实施此类测量方法的指导手册及测量标准。


针对目前面临的问题和挑战,EMPIR 的“石墨烯电学特性测量新方法”项目对现有测量方法进行了总结和规范指导,更重要的是开发了石墨烯电学特性的快速高通量,非接触测量的新方法,并用现有技术对其进行了验证,取得了很好的一致性。

图三: 目前石墨烯电导率接触式测量方法及新开发的非接触式测量方法

 

西班牙Das-Nano公司参与了“GRACE-石墨烯电学特性测量新方法”项目中基于THz-TDS的全新非接触测量方法的开发及测量标准的制定。基于该技术,Das-Nano推出了全球唯一一款可以实现大面积(8英寸wafer)石墨烯和其他二维材料的100%全区域无损非接触快速电学测量系统-ONYX。ONYX采用一体化的反射式太赫兹时域光谱技术(THz-TDS),弥补了传统接触测量方法(如四探针法- Four-probe Method,范德堡法-Van Der Pauw和电阻层析成像法-Electrical Resistance Tomography)及显微方法(原子力显微镜-AFM, 共聚焦拉曼-Raman,扫描电子显微镜-SEM以及透射电子显微镜-TEM)之间的不足和空白。ONYX可以快速测量从0.5 mm2到~m2的石墨烯及其他二维材料的电学特性,为科研和工业化提供了一种颠覆性的检测手段[1,2]


ONYX主要功能:


→  直流电导率(σDC)

→  载流子迁移率, μdrift

→  直流电阻率, RDC

→  载流子浓度, Ns

→  载流子散射时间,τsc

→  表面均匀性



ONYX应用方向:


image013.png

石墨烯

光伏薄膜材料

半导体薄膜

电子器件

PEDOT

钨纳米线

GaN颗粒

Ag 纳米线


 

参考文献:

[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).


[来源:QUANTUM量子科学]  
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