新穎石墨烯奈米結構於電傳輸行為之研究及其前瞻性電子元件之應用

本計畫為研究石墨烯奈米結構於載子傳輸特性的影響，並整合石墨烯於發展下世代奈米電子元件(graphene-based electronics)之應用。雖然許多研究已經可以利用石墨烯在高頻元件(radio frequency transistor)上獲得良好的應用，然而石墨烯之本質材料在缺乏能隙的情況下，因此無法製作高速之邏輯電晶體元件(logic device)，這將限制其在積體電路之發展。而石墨烯奈米帶結構(graphene nanoribbon, GNR)可以打開並調控能隙(0.2~1.0 eV)，但製作奈米帶結構會因為邊界(graphene edge)之不可控性，使其在元件效能上大幅降低(即載子遷移率(carrier mobility))，因此本計畫將以石墨烯奈米帶(Graphene nano-ribbon, GNR)作為研究之主軸，深入探究石墨烯奈米帶在電子傳輸的特性，並提出有效方法來解決能隙調控與石墨烯邊界之瓶頸，期望發展為一可實際應用之積體電路元件。本計畫第一年的目標為: (1) 前瞻性合成石墨烯奈米帶(GNR)之方法及(2) 分析所合成之石墨烯奈米帶的能隙結構與電傳輸特性。第二年之目標為: (1)以選擇性蝕刻法(selective etching method)直接合成石墨烯奈米帶，並(2) 研究其對於石墨烯奈米帶邊界之修復、鈍化(edge healing 、passivation)的影響；(3) 選擇性蝕刻法所製備之石墨烯奈米帶的電傳輸特性分析。第三年之目標為: (1) 整合石墨烯奈米帶於邏輯電子元件的應用；(2) 於軟性電子基板上製作石墨烯奈米帶之積體電路。藉由漸進式的扎實研究方式，由合成材料、研究其奈米結構與電傳輸特性、整合到實際元件應用並分析其元件效能，希望實現石墨烯於多樣化電子元件應用之目的。

系統編號:PB10106-0154
原計畫編號:NSC101-2218-E008-018-MY2