石墨烯在電子領(lǐng)域有什么樣的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和發(fā)展資料說(shuō)明

　　石墨烯具有許多創(chuàng)紀(jì)錄的出色性能，被譽(yù)為21世紀(jì)新材料。這使石墨烯的應(yīng)用涉及廣泛領(lǐng)域，但在眾多應(yīng)用中，石墨烯在電子領(lǐng)域的應(yīng)用尤其值得關(guān)注。

　　根據(jù)2016 年年底美國(guó)的市場(chǎng)調(diào)研公司Grand ViewResearch 按產(chǎn)品、應(yīng)用、地域和細(xì)分市場(chǎng)劃分，發(fā)布的《2014—2025 年石墨烯市場(chǎng)規(guī)模和趨勢(shì)的預(yù)測(cè)報(bào)告》，電子行業(yè)是石墨烯最受歡迎的應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015 年，電子行業(yè)是石墨烯最大的應(yīng)用市場(chǎng)，在石墨烯的各類(lèi)應(yīng)用市場(chǎng)中占據(jù)40%的份額，這歸結(jié)于消費(fèi)電子不斷增長(zhǎng)的需求，尤其是智能手機(jī)、平板電腦，已成為電子應(yīng)用細(xì)分市場(chǎng)發(fā)展最大驅(qū)動(dòng)力。本文將分析石墨烯性能優(yōu)勢(shì)、全球石墨烯專(zhuān)利分布現(xiàn)狀、世界電子行業(yè)巨頭在石墨烯電子領(lǐng)域的研發(fā)狀況，揭示了石墨烯在電子應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展?jié)撃?、?dāng)前面臨的挑戰(zhàn)，以及歐盟對(duì)石墨烯電子領(lǐng)域的發(fā)展預(yù)期。

　　一、石墨烯在電子領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

　　科學(xué)界已證實(shí)，一個(gè)原子厚度石墨烯的諸多獨(dú)特性能，已打破材料王國(guó)多項(xiàng)記錄。石墨烯是世界上已知硬度最高的材料，幾乎完全透明，具有高達(dá)5300W/m·K 的熱導(dǎo)系數(shù)和高達(dá)1.5×104 cm2/Vs 的電子遷移度和出色的機(jī)械強(qiáng)度;像塑料一樣透明但性能好于塑料;導(dǎo)電、導(dǎo)熱好于任何金屬;具有不可滲透性，可用做防滲膜;具有化學(xué)惰性和穩(wěn)定性。這使之成為新一代透明導(dǎo)體的理想材料。由于用于氧化銦錫（ITO）造價(jià)高昂，而且銦具有脆性，石墨烯成為可替代氧化銦錫理想材料，可用于顯示器和觸摸屏。將石墨烯電極用于顯示屏，有望帶來(lái)柔性、可折疊、摔不破的智能手機(jī)和其他可重塑形電子。由于受到晶體管很難變得更加小型化的限制，目前用于集成電路的互補(bǔ)金屬氧化物（CMOS）技術(shù)正在快速達(dá)到其技術(shù)極限。由歐洲、日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、美國(guó)等5個(gè)主要的芯片制造地區(qū)發(fā)起的國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖（ITRS），已將石墨烯列為后硅電子可能的替代材料。一個(gè)原子厚度的石墨烯有望最終帶來(lái)顛覆性的新一代柔性電子器件。因?yàn)榛谒芰匣蚣垙埖碾娮悠骷杀靖鼮榈土＠檬┲苽湟恍o(wú)源器件，例如，電阻器、電容器和天線等，以及制備二極管或簡(jiǎn)單的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，有望帶來(lái)可在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行的柔性電路。利用石墨烯制成超薄、柔性電子有望進(jìn)行模塊化集成，從而帶來(lái)超薄的移動(dòng)器件。石墨烯超強(qiáng)承受機(jī)械應(yīng)變性能，將使得超薄移動(dòng)器件可折疊、堅(jiān)不可破。通過(guò)在集成電路系統(tǒng)中引入一些基于石墨烯的全新功能，即通過(guò)引入分布式傳感器、制動(dòng)器和控制器等，有望帶來(lái)家庭自動(dòng)化、環(huán)境控制和辦公室自動(dòng)化，使得生活更加美好、健康、舒適，也將為老年人、一線工人提供足夠的設(shè)施和安全保障。