加州理工學(xué)院發(fā)現(xiàn)獲取高品質(zhì)石墨烯新技術(shù)

　　美國加州理工學(xué)院（California Institute of Technology）的研究人員日前開發(fā)出了室溫下只需5分鐘就能在銅箔上形成幾厘米見方高品質(zhì)石墨烯的技術(shù)。這項技術(shù)可能會給太陽能電池、顯示器的透明電極、燃料電池的氫離子滲透膜、高品質(zhì)隔離膜以及柔性電子整體帶來很大的影響。

　　石墨烯是已知的世上最薄、最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；導(dǎo)熱系數(shù)高達5300 W/m·K，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率超過15000 cm2/V·s，又比納米碳管或硅晶體高，而電阻率只約10-8 Ω·m，比銅或銀更低，為世上電阻率最小的材料。因其電阻率極低，電子遷移的速度極快，因此被期待可用來發(fā)展更薄、導(dǎo)電速度更快的新一代電子元件或晶體管。同時，由于石墨烯實質(zhì)上是一種透明、良好的導(dǎo)體，也適合用來制造透明觸控屏幕、光板甚至是太陽能電池。

　　由于其獨有的特性，石墨烯被稱為“神奇材料”，科學(xué)家甚至預(yù)言其將“徹底改變21世紀(jì)”。曼徹斯特大學(xué)副校長Colin Bailey教授稱：“石墨烯有可能徹底改變數(shù)量龐大的各種應(yīng)用，從智能手機和超高速寬帶到藥物輸送和計算機芯片?！?/p>

　　此前，主要有兩種方法可以獲得高品質(zhì)的石墨烯。一種是將膠帶貼在石墨上再揭下來，從而將石墨烯剝下來的“機械剝離法”。不過，這種方法難以實現(xiàn)量產(chǎn)，所獲得的石墨烯尺寸較小，直徑還不到1mm。

　　另一種方法是化學(xué)氣相沉積（CVD）法，具體是將銅箔加熱至1000℃左右，向其中加入甲烷（CH4）等碳源后形成石墨烯。這種方法雖然能夠獲得直徑在1cm左右的高品質(zhì)石墨烯，但需要高溫且復(fù)雜的工藝，而且需要花費約10個小時。

　　此次的技術(shù)是CVD法的一種，但工藝溫度為室溫，而且只需約5分鐘就能形成幾厘米見方的高品質(zhì)石墨烯。具體方法是首先用氫等離子體來清潔銅箔的表面。然后，向其中加入碳源。由此獲得的石墨烯面積大而且缺陷非常少，其載流子遷移率在合成制作的石墨烯中屬于最高水平。

　　據(jù)美國加州理工學(xué)院科研人員介紹，因?qū)嶒灢铄e在過度加熱的銅箔上形成了高品質(zhì)的石墨烯，由此才發(fā)現(xiàn)了此次的工藝。（野澤哲生）

　　日立金屬公司研制出新型磁芯材料

　　日立金屬公司前不久開發(fā)研制出了高頻特性出色的錳鋅（Mn-Zn）類鐵氧體磁芯材料“ML95S”和“ML90S”。新材料在幾兆赫（MHz）高頻范圍內(nèi)的磁芯損耗較小，可使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、汽車以及智能手機配備的部件實現(xiàn)小型化和節(jié)能化。

　　在此之前也有過在0.5MHz～5MHz的高頻范圍采用鎳鋅（Ni-Zn）類鐵氧體材料的討論，日立金屬此次通過組合使用粉末控制技術(shù)和熱處理技術(shù)，實現(xiàn)了與Ni-Zn類鐵氧體材料相比飽和磁通密度更高、磁芯損耗更小的Mn-Zn類鐵氧體材料。這種材料在接近實際使用環(huán)境的高溫環(huán)境下（80～100℃）的磁芯損耗較小，因此可以抑制功耗和發(fā)熱量。

　　采用該材料后，可使變壓器和電感器支持高頻化和大電流化，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的小型化和節(jié)能化。今后，日立金屬還計劃把這款材料用于汽車電裝部件和便攜終端。

　　近幾年，服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的容量和速度不斷提升，尤其是數(shù)據(jù)中心，為了降低空調(diào)電費、改善設(shè)施整體的能量效率，強烈要求網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實現(xiàn)小型化、降低排熱量。與此同時，隨著服務(wù)器電源中使用的半導(dǎo)體的高頻化和大電流化技術(shù)不斷發(fā)展，所采用的變壓器和電感器等無源部件也要求支持高頻化和大電流化。但在高頻范圍驅(qū)動原來的無源部件時，主要部材——磁芯材料的磁芯損耗非常高，因此電力轉(zhuǎn)換效率會出現(xiàn)下降。而且發(fā)熱量也較大，可能會給周邊部件帶來影響。這就需要在高頻范圍內(nèi)磁芯損耗較低，而且不易發(fā)熱的磁芯材料。

　　據(jù)悉，日立金屬將在總部們于日本鳥取市的日立Ferrite電子公司和廣東省廣州市的日立金屬（香港）有限公司番禺工廠生產(chǎn)這種新材料。（松田千穂）

　　富士通開發(fā)出可彎曲或拉伸的藍牙信標(biāo)

　　富士通研究所最近開發(fā)出了可以彎曲或拉伸的Bluetooth Smart信標(biāo)（Beacon）。這款產(chǎn)品通過太陽能電池驅(qū)動，無需花時間更換電池，厚度為2.5mm、重量為3g。富士通研究所將對新產(chǎn)品的穩(wěn)定工作和連續(xù)運行等性能進行驗證，力爭2016年度實現(xiàn)實用化。

　　智能手機已經(jīng)深深駐扎到了我們的生活里，下一個普及的技術(shù)會是啥？移動定位技術(shù)很可能會成為新寵。

　　我們使用智能手機的大多數(shù)時間都是在室內(nèi)度過的，但GPS衛(wèi)星的微波信號無法穿透建筑物，且建筑墻壁對基站信號的阻礙也比較嚴(yán)重，因此目前的室內(nèi)定位有著非常巨大的誤差，基本可以說達到了不可使用的地步，真正的解決方法目前看來只有一個——在室內(nèi)安放信標(biāo)。如同燈塔用燈光給迷航的船只指示方位一樣，藍牙信標(biāo)則是用載有藍牙數(shù)據(jù)包的無線電波給迷航的移動設(shè)備（以及他們的主人）指示方位。

　　然而，藍牙信標(biāo)的無線通信模塊一般在啟動時需要消耗大量的電力。據(jù)介紹，此前要想通過太陽能電池進行驅(qū)動的話，就需要采用電池等大型蓄電元件。而且，還需要可監(jiān)測蓄電元件中是否儲存了足夠電力的電源控制電路。這些蓄電元件和電源控制電路等部件的尺寸較大，不適合彎曲或拉伸。

　　富士通研究所此次開發(fā)出了可在即將通信之前，暫時停止電源監(jiān)控功能以抑制功耗，將電力用于通信啟動的電源控制技術(shù)。由此，將蓄電元件的尺寸降至原來的1/9左右，電源控制電路也實現(xiàn)了簡化。最終，部件所占面積降至原來的1/6左右。另外，可彎曲和拉伸讓新款信標(biāo)的設(shè)置自由度得到提高，因此可以應(yīng)用于此前難以設(shè)置的場所以及衣服和人體等形狀經(jīng)常發(fā)生變化的物體。（河合基伸）

　?。ㄒ陨腺Y料來源于日經(jīng)技術(shù)在線）